正如劉慈欣在《三體》里寫道，人類是一個(gè)會(huì)發(fā)生“技術(shù)爆炸”的種族。

時(shí)代滾滾向前的車輪，不斷重塑人們對(duì)技術(shù)的認(rèn)知。哪怕是點(diǎn)燃星星之火的人，都難以想象未來(lái)的野火燎原。

在1946年發(fā)明世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的莫克利和艾克特，無(wú)論如何也預(yù)料不到曾經(jīng)用170平方米、30噸龐然巨物才能得到的算力，如今可以通過(guò)云計(jì)算輕松獲取。

1961年提出人工智能概念約翰·麥卡錫，也難以想象如今AI助手活躍在人們指尖的場(chǎng)景。

1990年代發(fā)明手機(jī)的馬丁·庫(kù)帕，也想不到，他研發(fā)的移動(dòng)通訊工具有一天幾乎進(jìn)化成了人類的“外置器官”，浸入生活的方方面面。

這些意料之外的背后，都圍繞著一個(gè)情理之中：底層處理器的演進(jìn)。

20世紀(jì)末，Arm CPU進(jìn)軍PC市場(chǎng)并不順利，但在轉(zhuǎn)向移動(dòng)CPU市場(chǎng)并改變了商業(yè)模式之后，最終柳暗花明，成就了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的繁榮。

21世紀(jì)初，在PC處理器市場(chǎng)風(fēng)生水起的x86 CPU，意外的以性價(jià)比優(yōu)勢(shì)打入了服務(wù)器市場(chǎng)促進(jìn)了云計(jì)算的發(fā)展。

2010年，新興的指令集RISC-V在加州大學(xué)伯克利分校誕生，2014年國(guó)內(nèi)第一批接觸RISC-V的人被RISC-V開(kāi)源的特性吸引，但沒(méi)人知道RISC-V未來(lái)會(huì)如何發(fā)展。

阿里平頭哥的團(tuán)隊(duì)在2014年接觸到RISC-V時(shí)，同樣對(duì)這個(gè)新興指令集商業(yè)化的前景持疑惑態(tài)度。認(rèn)可開(kāi)源理念的平頭哥，后來(lái)先驗(yàn)證了RISC-V的技術(shù)能力，又證明了RISC-V的高性能。

2022年金秋，平頭哥帶著玄鐵C908沖入了RISC-V高能效CPU的藍(lán)海，要去邊緣AI市場(chǎng)探索了。

這是平頭哥的關(guān)鍵一戰(zhàn)，也會(huì)是RISC-V前進(jìn)道路上的一個(gè)重要里程碑。

RISC-V會(huì)給科技行業(yè)帶來(lái)的“意外”，藏在RISC-V近幾年的發(fā)展里。

高能效藍(lán)海，RISC-V拿出兩大殺手锏

2014年，RISC-V還只活躍在少數(shù)技術(shù)愛(ài)好者的圈子里。“2014年時(shí)對(duì)于要不要全力投入RISC-V，我們也有些不確定。”平頭哥副總裁孟建熠說(shuō)，“主要是擔(dān)心這個(gè)來(lái)自學(xué)術(shù)界的指令集能力是否足夠，也不清楚它功能的優(yōu)勢(shì)在哪。”

這其實(shí)也是大部分對(duì)RISC-V持觀望態(tài)度的人的擔(dān)憂，但在開(kāi)源的理念的號(hào)召力下，學(xué)術(shù)界的近一步研究，加上技術(shù)極客貢獻(xiàn)等的共同努力，2016年RISC-V傳入中國(guó)，開(kāi)始引發(fā)關(guān)注。

2018年，早早就接觸到RISC-V的平頭哥也率先研發(fā)出首款RISC-V CPU——玄鐵E902，這是一款性能不高，主打低功耗特性CPU。這其實(shí)是平頭哥試水RISC-V的產(chǎn)品，在驗(yàn)證了RISC-V的低功耗之后，平頭哥在一年后又推出了一款主頻性能可達(dá)2.5GHz的玄鐵C910，用RISC-V做高性能產(chǎn)品的能力也被驗(yàn)證。

對(duì)RISC-V有了足夠的信心之后，2020年平頭哥又推出了更具成本優(yōu)勢(shì)的玄鐵C906，這也是全球首個(gè)主頻超過(guò)1GHz的商用CPU。一年后平頭哥又推出了性能提升的玄鐵E907。

市場(chǎng)一直在期待Arm Cortex A55級(jí)別的高能效RISC-V產(chǎn)品一直缺位。

Cortex A55是Arm早在2017年就推出的產(chǎn)品，直到2022年，還有包括家電SoC、汽車MCU等諸多產(chǎn)品仍采用Cortex A55內(nèi)核。這足以說(shuō)明市場(chǎng)對(duì)高能效CPU的需求，于是在2022云棲大會(huì)上，平頭哥發(fā)布了最新一代高能效CPU玄鐵C908。

既然是后發(fā)的產(chǎn)品，想要在市場(chǎng)上成功，就必須有更吸引用戶的特性。

“玄鐵C908是現(xiàn)在玄鐵的家族里，能效最突出的產(chǎn)品。”孟建熠介紹，平頭哥從CPU整個(gè)架構(gòu)以及AI能效兩個(gè)方面推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。

在擁有比同級(jí)別Arm A55有更高性能的同時(shí)，玄鐵C908的更高能效，以及原生支持AI是其在高能效藍(lán)海市場(chǎng)的兩大殺手锏。

數(shù)據(jù)顯示，玄鐵C908的主頻性能最高達(dá)2.0GHz，相比玄鐵C906性能提升40%，能效比提升24%，原生支持Vector 1.0，相比Cortex A55具有超過(guò)20%的能效優(yōu)勢(shì)。

“RISC-V本身就有精簡(jiǎn)的優(yōu)勢(shì)，要在精簡(jiǎn)的架構(gòu)下進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高能效，我們能做的事情就是把整個(gè)硬件電路設(shè)計(jì)得盡可能的簡(jiǎn)化和巧妙，實(shí)現(xiàn)更加極致的能效比。”孟建熠說(shuō)。

要實(shí)現(xiàn)高性能和高能效的CPU有很大的挑戰(zhàn)，平頭哥為了提升能效進(jìn)行了多方面的創(chuàng)新，一方面選擇了9級(jí)雙發(fā)射流水線;另一方面，采用了指令融合技術(shù)，也就是把兩條指令變成一條執(zhí)行;還有，通過(guò)內(nèi)存帶寬的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)能效提升。

原生支持AI作為玄鐵C908實(shí)現(xiàn)差異化的殺手锏，也需要考慮能效。平頭哥基于標(biāo)準(zhǔn)Vector架構(gòu)又做了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，支持新的Int4數(shù)據(jù)格式，使得玄鐵C908在原生支持AI的同時(shí)能兼顧高能效。

使用C908的客戶，如果對(duì)AI的算力需求是1TOPS以下，就不再需要單獨(dú)的NPU。這對(duì)于客戶而言，不僅免去了在市場(chǎng)上數(shù)十款NPU中選擇的煩惱，還能降低開(kāi)發(fā)的難度。

不要小看1TOPS的AI算力，這個(gè)算力足以滿足當(dāng)下大部分智能攝像頭的智能化需求，也能開(kāi)發(fā)出近來(lái)比較受歡迎的AI掃描筆。

“一個(gè)新興的架構(gòu)，肯定要找新興的市場(chǎng)和新興的應(yīng)用。因?yàn)閺氖忻娈a(chǎn)品最有發(fā)展空間的環(huán)節(jié)先率先突破，更容易形成規(guī)?；瘧?yīng)用的示范。”孟建熠說(shuō)。

使用電池供電，對(duì)AI有需求的產(chǎn)品，正是適合RISC-V高能效CPU率先突破的藍(lán)海，這一領(lǐng)域的智能化需求越來(lái)普及，但要在這一領(lǐng)域掘金，挑戰(zhàn)還是在生態(tài)。

差異化的技術(shù)之外，平頭哥還會(huì)提供一整套的解決方案，這也與Arm的方式有所不同，這讓用戶開(kāi)發(fā)更加容易，也能進(jìn)行更自由的選擇。

掘金邊緣AI四大金礦，生態(tài)是最強(qiáng)工具

玄鐵C908有非常明確的應(yīng)用場(chǎng)景——智能交互、多媒體終端、AR/VR、無(wú)線通訊等。“玄鐵C908應(yīng)該是我們中高端產(chǎn)品中量最大的一個(gè)產(chǎn)品。”孟建熠判斷。

市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求的迫切程度從商用化的速度就可以看出。雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))了解到，玄鐵C908已經(jīng)有多個(gè)早期的用戶，其中一個(gè)就是同樣在RISC-V領(lǐng)域耕耘多年的嘉楠科技。嘉楠科技基于玄鐵C908正在開(kāi)發(fā)一款定位中高端的立體的視覺(jué)AI的芯片。

想要將產(chǎn)品推向更廣闊的市場(chǎng)，就需要生態(tài)的繁榮。芯片與上層生態(tài)的關(guān)系就像是樹(shù)根與樹(shù)干樹(shù)枝的關(guān)系，只有芯片有足夠的能力，上層的軟件生態(tài)才能繁榮。

衡量一款處理器，不僅僅要看硬件，基礎(chǔ)軟件的能力也不可或缺，這已經(jīng)是業(yè)界的共識(shí)。

“我們提供完備的開(kāi)發(fā)工具，同時(shí)也在持續(xù)投入。今年，我們最重要的進(jìn)步是已經(jīng)有非常豐富的第三方商用工具的支持。也有越來(lái)越多的開(kāi)源工具支持我們的處理器。”孟建熠介紹，“我們已經(jīng)與一些生態(tài)中非常有影響力的公司的合作，同時(shí)有第三方商用和開(kāi)源工具的支持會(huì)成為我們處理器的特點(diǎn)。“

同時(shí)商用和開(kāi)源工具鏈的優(yōu)勢(shì)就在于，更容易解決開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

比如，在RISC-V的生態(tài)中，調(diào)試的問(wèn)題做的還不是很好，平頭哥已經(jīng)有比較好的方案。平頭哥提供HHB的編譯工具，這個(gè)工具不僅能很好地使用玄鐵CPU的AI能力，也能很好的支持第三方的AI IP。

更上一層，平頭哥推出的跨平臺(tái)視頻視覺(jué)的應(yīng)用框架TMedia，具有高彈性、高能效和高可擴(kuò)展性的特性，更好支持客戶開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

只有芯片底層的軟件工具依然不夠，還需要支持主流的操作系統(tǒng)。在低功耗的MCU市場(chǎng)，RISC-V的應(yīng)用并不依賴軟件生態(tài)，這也是即便沒(méi)有成熟的生態(tài)RISC-V能出貨100億顆芯片的關(guān)鍵原因。

要在高能效的邊緣計(jì)算市場(chǎng)掘金，就繞不開(kāi)軟件生態(tài)的問(wèn)題。今年，整個(gè)RISC-V一個(gè)重大的進(jìn)展是谷歌Android原生支持RISC-V處理器，Andriod有非常龐大且豐富的移動(dòng)生態(tài)，Andriod原生支持RISC-V對(duì)于RISC-V在移動(dòng)市場(chǎng)的應(yīng)用又增加了新的空間。

“這具有標(biāo)志性意義，谷歌Android接納RISC-V，就像是RISC-V正式進(jìn)入Andriod生態(tài)的賽場(chǎng)，之前更像是在場(chǎng)外熱身。”孟建熠說(shuō)。

實(shí)際上，Andriod支持RISC-V，平頭哥發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。

除了移動(dòng)生態(tài)，RISC-V也走向了更高性能的PC市場(chǎng)。2022年云棲大會(huì)上，平頭哥也宣布完成RISC-V與統(tǒng)信操作系統(tǒng)社區(qū)版本的首度適配，成功運(yùn)行桌面環(huán)境及多款辦公、開(kāi)發(fā)類軟件。

不止于此，就在不久前，基于高性能SoC原型“曳影1520”，平頭哥完成龍蜥操作系統(tǒng)的適配，這是全球首個(gè)RISC-V架構(gòu)兼容云上操作系統(tǒng)。

從終端到PC端再到云端，平頭哥已完成RISC-V與RTOS、Yocto Linux、Android、龍蜥、統(tǒng)信deepin等國(guó)際主流和國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的深度適配。

這也意味著，平頭哥已經(jīng)掃除了RISC-V開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)從端到云軟件系統(tǒng)適配的障礙，雖然接下來(lái)仍然有大量的工作要做，但至少已經(jīng)開(kāi)創(chuàng)性的邁出了第一步，為接下來(lái)RISC-V生態(tài)的繁榮，和應(yīng)用的豐富，提供了良好的基礎(chǔ)。

“無(wú)論在通用計(jì)算還是資源受限的計(jì)算中，RISC-V的生態(tài)都已經(jīng)建立了一定的基礎(chǔ)。” 中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)理事，嵌入式系統(tǒng)分會(huì)理事長(zhǎng)何小慶認(rèn)為。

孟建熠認(rèn)為，RISC-V芯片出貨1000億顆的時(shí)候，RISC-V的生態(tài)那時(shí)應(yīng)該已經(jīng)基本建立，也能證明RISC-V架構(gòu)頑強(qiáng)的生命力。

硬件逐步完備，軟件生態(tài)加速發(fā)展，RISC-V能有帶來(lái)怎樣讓人驚喜的應(yīng)用，關(guān)鍵還在于把握RISC-V發(fā)展的方向。

RISC-V也要做5G模式

中國(guó)工程院院士倪光南在2022云棲大會(huì)上表示：“開(kāi)源模式已從軟件領(lǐng)域走向硬件領(lǐng)域，RISC-V為我國(guó)掌握芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)提供了機(jī)遇。中國(guó)要在全球開(kāi)源領(lǐng)域中發(fā)揮應(yīng)有的作用，為打破技術(shù)壟斷和推動(dòng)世界協(xié)同創(chuàng)新，貢獻(xiàn)中國(guó)智慧、中國(guó)方案和中國(guó)力量。”

顯然，RISC-V的核心是開(kāi)源，要把RISC-V的架構(gòu)做穩(wěn)定，需要不同公司從不同角度探索，否則架構(gòu)就沒(méi)有生命力。這時(shí)候，能夠貢獻(xiàn)更多的機(jī)構(gòu)或公司，對(duì)于RISC-V未來(lái)的發(fā)展也會(huì)起到更重要的作用。

這也是中國(guó)公司的機(jī)會(huì)。中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員包云崗認(rèn)為，過(guò)去20多年，中國(guó)的CPU發(fā)展主要有兩種模式，一種是通過(guò)“引進(jìn)-消化-吸收-再創(chuàng)新”的高鐵模式;一種是獨(dú)立構(gòu)建技術(shù)體系，獨(dú)立建設(shè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的北斗模式。

“近年來(lái)，出現(xiàn)了第三種模式——5G模式，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的企業(yè)自發(fā)地選擇開(kāi)放指令集RISC-V，參與RISC-V全球生態(tài)建設(shè)，通過(guò)融入國(guó)際生態(tài)、兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、打造國(guó)際優(yōu)勢(shì)。”包云崗表示。

在CPU的5G模式下，更需要中國(guó)公司積極參與RISC-V標(biāo)準(zhǔn)的制定，為RISC-V社區(qū)貢獻(xiàn)更多。

“在理念、公司規(guī)模、人才等條件的限制下，國(guó)內(nèi)RISC-V公司相比國(guó)外許多公司無(wú)論是投入還是對(duì)開(kāi)源社區(qū)的貢獻(xiàn)相對(duì)都更少。”多位RISC-V業(yè)界的人士都對(duì)雷峰網(wǎng)說(shuō)。

“我們的軟件團(tuán)隊(duì)慢慢走出了一條路，會(huì)在軟件上有一定的貢獻(xiàn)，我們慢慢會(huì)有這樣的一套體系，這套體系的投入很大。我們也呼吁國(guó)內(nèi)的公司也加大在RISC-V領(lǐng)域的投入。”孟建熠說(shuō)。

據(jù)悉，平頭哥是RISC-V國(guó)際基金會(huì)董事會(huì)成員，領(lǐng)導(dǎo)基金會(huì)中的數(shù)據(jù)中心、存儲(chǔ)管理、安卓、安全等11個(gè)技術(shù)方向，重要性及數(shù)量居世界前列、中國(guó)機(jī)構(gòu)首位。

正如x86和Arm在發(fā)展的歷程中都遇到了意外，當(dāng)下還沒(méi)有人能知道RISC-V能給世界帶來(lái)怎樣的驚喜，但只有在標(biāo)準(zhǔn)制定和生態(tài)發(fā)展中有更大的貢獻(xiàn)，才更有機(jī)會(huì)創(chuàng)造歷史。

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) PC處理器市場(chǎng) 云計(jì)算發(fā)展