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【IC设计】对话中国RISC-V产业联盟秘书长:RISC-V助力中国实现产业可控自主繁荣创新

来源:DX       

指令集可分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC),此前全球几大指令集架构有X86、Arm、MIPS、POWER、SPARC等,其中X86属复杂指令集,Arm、MIPS等属精简指令集。

在产业发展过程中,随着MIPS、SPARC的日渐式微,指令集架构已形成较为稳定的市场格局:由X86和Arm两大指令集占据大部分市场份额,其中在服务器、PC领域,X86指令集占据主要市场地位;在移动通讯领域,Arm指令集被广泛使用,具有垄断地位。

不过,这一格局正在受到一个发布不到10年的指令集——RISC-V的冲击。凭借着免费、开源、灵活等优势,RISC-V指令集推出后受到众多芯片设计厂商的关注,在短短几年间在全球范围内迅速崛起。

今年10月,在第六届乌镇互联网大会上,阿里巴巴旗下炙手可热的平头哥半导体宣布,开源基于RISC-V指令集的低功耗微控制芯片(MCU)设计平台,将业界对这两年本已非常火热的RISC-V指令集的关注推向新高度。

随后,Arm在Arm TechCon 2019大会中宣布,推出针对Armv8-M架构新增的功能Arm Custom Instructions(客制化指令)。Arm长久以来只开放IP授权,业界将Arm Custom Instructions的推出解读为Arm应对开源指令集架构RISC-V的竞争压力所作出的措施。

关于RISC-V与Arm之争以及中国指令集市场发展再次成为业界话题焦点。

日前,《全球半导体观察》记者在2019深圳国际电子展商就相关话题采访了中国RISC-V产业联盟秘书长滕岭,以下是采访实录:

记者:RISC-V是一个非盈利机构吗?或者它是以什么样的形式去盈利的?

滕岭:RISC-V在全球标准发展是由RISC-V全球基金会去推动的,它也是一个NGO,是按照一种开源的方式去推动的。NGO是没有盈利目的,但是它本身运转当然需要一定的费用,所以它会向这些会员收一些会费。但是它的整个发展,是大家一块来制定标准,围绕着未来的行业发展趋势制定标准。谁的技术越强,谁跟市场结合得越紧密,谁参与得越多,你提出来的东西就会被纳入标准,被采用得越多。这个有点像我们5G标准,中国以前在那些通信标准里面可能没有自己的声音,现在随着华为等公司越来越强,也有了自己的声音。当然产生标准的过程中,也存在很多技术上的讨论,会有不同的看法。但是整个来说是开放的,谁都可以去参与,是这么一种关系。基金会与我们本身的联盟,都是NGO的组织。

记者:能更加清晰的解释一下,这个基金会和联盟的关系吗?

滕岭:没有任何隶属的关系。基金会是驱动RISC-V发展最核心的组织。CRVIC是国内相关单位自发形成的产业联盟,也是RISC-V在中国的生态型组织。与基金会是合作的关系。

记者:那么联盟对会员的准入有怎样的门槛?

滕岭:我们联盟是在中国区去促成产业链上更多的公司使用它,学校里更多的学生学习他,技术界更多的中国公司和个人对标准发展做出贡献。所以我们对所有愿意去参与RISC-V核心技术研发开发以及应用RISC-V的公司、院校等,都是非常欢迎的。目前只要符合标准,是免费加入的。

记者:联盟会不会跟会员单位一起来做一下行业定制的产品?

滕岭:联盟不是一个商业组织,不会“跟会员单位一起做”。联盟内企业可以合作,联盟内的IP企业、芯片设计服务企业、终端系统企业,一起可以合作来做行业定制的产品。

记者:会员单位的合作会需要你们去促进吗?

滕岭:这个相对是偏上游的,就是说RISC-V是指令集,然后IP,然后是IC,IC可能会用到IP,可以自己开发IP,也可以买IP,然后到了IC,再应用到系统整机的各行各业。我们现在联盟有130多家会员,里面涵盖了所有产业链,他们中间会有很多合作的需求,他们可以自己在联盟内交流和合作,也可以借助联盟来穿针引线。比如说前一段时间,有个公司想开发一颗芯片,用于人脸识别的智能门锁,他可能同时用到联盟内另外一颗芯片去做。但是他发现他的软件并不是很好用,这时我们联盟就出面介绍另一家会员企业,做开发环境和编译器给他们,力图促成三家企业合作起来,一个是做软件开发环境的,一个是做芯片的,一个是做系统应用的。这是一些点对点的合作;明年我们希望去促进一些上游对下游,“面”对“面”的合作,联盟企业一起受益。

此外,我们特别看重产学研的合作,比如说大家一块制定一些课程,为这个领域源源不断的培养人才;今年已经有初步的案例。如果我们参照ARM也可以看到,ARM在2000年左右进入中国,也花了蛮多时间去培育市场。这个环节首先要有人能够去开发,就有人会后续使用,再就是有人能够通过学习再去开发。所以,ARM花了蛮多时间去做大学计划,直到学校里面都有ARM的课程,每年也有很多产品,ARM的产品被开发出来,另外还有很多培训,使得很多学生学了ARM,类似的一些基础性的工作,我们也比较重视这一块。除了每家公司基于他们自己的产品去发展客户之外,我们也会做一些共性的事情,来促进行业生态更快的成长。

记者:RISC-V最近很火,国内外都有这样的热潮。现在真正落地的方向,大的战略方面,在国内与在国外有哪些不一样的地方,整个生态你们怎么去搭建?

滕岭:RISC-V有几个层面,第一个,在标准层面上,它经过了比较精密的设计,是自上而下设计的,适应产业的趋势。但是它在产业的驱动上是比较自下而上的,就是说先是工程师喜欢,觉得很好,一些大公司觉得很好。逐渐各个国家使用,比如对于中国来说,会有自主可控的概念,是这样的结合。

所以它在整个全球产业界里面有一些共性的特点,它的技术特点一是低成本、低功耗、比较灵活,适合物联网、人工智能这些比较创新性的领域。第二是它给业界公司提供了很多选择,避免在CPU上绑死,这是产业共性的特点,凭借创新性、灵活性,大家一块去推动产业发展的共性。在中国它当然有些自己的特点,因为中国面临着技术封锁,所以很多技术上我们要有自己的可控自主性。在中国,RISC-V又加上了一层可控自主的含义,这两者结合起来,我们联盟始终认为RISC-V它是可以同时实现这四个词,可控、自主、繁荣、创新。以前也许某些CPU实现了可控或者自主,但是它很难繁荣,因为它可能需要一家公司去建立整个软件的生态,就很难。一个东西,你如果要大范围的使用,要商用,而不是在一个封闭领域内使用的话,很多人一块去维护软件,比如说编译器操作系统,面向各种领域的库,包括软件,这些都很重要。所以就很难做到繁荣。有些可能借用了原来成熟的商业基础做到了一些繁荣,但是它又很难实现可控自主。我们也知道可控自主现在变得越来越重要了,以前有可能可控自主只是在一些比较狭窄的领域,比如说军工、党政军。我们发现,第一可控自主含义变得更深了,一个东西假设是你自己做的,就没有别人家的一些不可控的类似于后门这些东西。但是假设整个发展是受制于人的,比如说这一代使用了,下一代这个标准就是受制于人的,这就不能叫自主。所以说一方面可控自主的含义需要仔细的琢磨。第二方面随着可控自主的领域再扩大,未来商业领域的可控自主也很重要。在商业领域,第一,像现在华为、中兴等都是一些市场化的公司,以前并没有觉得他们会受到什么样的制约,但现在是受到制约的。第二,我们积累了许多的数据,虽然属于商业领域,但是很重要,比如说BAT积累的数据,也有这样的要求,我们觉得RISC-V同时实现这四个词是很重要的,另外可控自主的含义也在扩大。在开放的基础上实现可控自主,是RISC-V对国内产业的特别意义。

“创新”这个词也是我们联盟特别关注的。因为刚才讲到RISC-V有很多技术特点,它有自己的灵活性,比如说指令集、可修改、可扩展之类的,它特别适用于以后一些新兴的领域,比如智能物联网、边缘计算,也符合行业的几个技术趋势,比如说异构计算的趋势,还有面向领域架构的趋势。所以,单独拿它“创新”的特性出来讲,也是非常受学术界和一些初创公司欢迎的。所以,我们也可以看到在利用RISC-V做一些AI的芯片,有些比较新的架构做AI的芯片,也有用它在做一些类脑的芯片。

总结来讲,这四个词结合在一起是蛮重要的。

记者:RISC-V会受到其他技术的限制吗?比如在未来,我们可能有一些并行的需求,像FPGA里面有些大的大数据或者是云计算,可能需要处理非常庞大的数据。不知道能不能在这个架构基础上突破?

滕岭:RISC-V本身这个标准在设计的时候,是可以支撑从物联网到桌面、再到服务器的架构的。同时它也是模块化的,就是说可能针对不同的环境,你可以去使用不同的指令集。国外现在也有很多人在用RISC-V做数据中心的东西,比如说欧洲的超算,就HPC那个组织是在用RISC-V做这个东西的。从技术上来讲能够支撑,而从商业上来讲,肯定是比较新的领域是首先最适合的领域,比如说物联网这样的不太依赖于软件生态,可以最好的发挥它的特性的,是最好的。超算方面,刚才说到也在做,像有些桌面,比如说PC或者手机,它就比较依赖于生态,就是说很多的操作系统、很多的软件,大量的人,全球大量的公司开发这些东西,它是需要慢慢迁移的,所以就没有那么快。但是技术上来说,它应该是一个模块化的,从最小到比较复杂都支撑的,当然也有不同点,它整个指令集是一个包,它的标准也在不停的发展。

记者:在软件生态那一块,RISC-V面临着哪些挑战?现在有没有一些新的进展?

滕岭:软件生态方面,因为现在RISC-V的发展势头还是很好,所以很多人都会参与进来。比如说操作系统,实时操作系统就移植了很多在RISC-V上面。像Linux的有些发行版也移植了蛮多的,估计未来像安卓等也会逐渐去移植。编译器,首先开源的是一块,开源的编译器、GCC这些,大家都做了很多,商业化的一些编译器也都有逐渐在往RISC-V上移植。RISC-V整个发展势头非常好,所有做软件的公司都还是很愿意去参与的,但是难度有高有低,有些比较难,有些比较容易一点,有些可能还依赖于一些更大的生态,这个是软件。同时,中间也有些东西涉及的标准一直在发展,比如说像虚拟化技术,一直都在发展。

记者:你觉得RISC-V和ARM架构,最大的不一样的地方在哪里?

滕岭:最大不一样,在于它的开放性。技术上,它是站在大家以前很多技术基础上,它可以摒弃以前很多东西的缺点,不用那么复杂,整个指令集设计得非常的简洁、高效。

记者:之前ARM指令集里面加入了一些自定义指令集,这对于RISC-V有多大的影响?

滕岭:最近一段时间,RISC-V的开放性得到了业界很大的关注,估计也是他们的一些应对方案。其实相继有几个指令集都在试图变得更开放,例如2019年4月mips宣布开源,2019年9月power PC宣布开源,2019年10月ARM宣布部分内核可以免费自定义指令集。

我认为大家都在认同这个趋势,因为RISC-V这个指令集是软件和硬件之间的一个接口,是让大家来互联互通在一起工作的。按理说应该是开放的,开放之后大家都各自按照自己的能力来实现。但是以前这么多年并没有一个大家都很认可开放的能商用的指令集。RISC-V取得业界热捧之后,其它指令集也陆续宣布开源,一方面是这个趋势受到认可了,第二方面它会不会对RISC-V造成一些挑战呢?我觉得应该是一个良性竞合的关系。RISC-V的开放,不同于其它近期开源的指令集,第一是它的开放是基因,是初心,而不是一种应对策略,第二是开放由全行业去推动,由基金会章程和会员协议保证,会是一个稳定的开放状态。否则如果一家公司去做这个事,其开放性可能是单个公司的单方面决定,例如MIPS开放计划在11月宣布停止。

记者:所以你们的开源是永久的?

滕岭:对,指令集是开放的,这有两个层面的问题,指令集标准是开放的,然后用指令集做的产品,你可以选择开源,也可以选择不开源。但以前连这个指令集也并不是开放的,你如果要用ARM的指令集去设计产品,你是需要给他交千万美金级费用的架构授权。

记者:所以你们的会员拿了指令集去开发产品,他对外开不开放是他们的事情。

滕岭:对,是他们的事情。

记者:未来你们在中国市场还有哪些更详细的布局或者推广策略?

滕岭:首先,RISC-V各会员的发展势头相当不错、IP、芯片都进入量产,如芯来的IP核、兆易的通用MCU、蓝讯的蓝牙芯片等,这些会员的成功案例就是对RISC-V最好的推广。

联盟第一阶段的目标是聚集人气、引发关注,现在这个势头已经超越预期地飞快起来了,这一年多来,国内各地举办的RISC-V相关大大小小会议激增到几十场之多,可以说业内推广已经提前达成。未来的目标更多是向外界的较深入的推广,一是向下,一是向上。向下推广是指与更多的下游行业组织发生联系,如物联网、家电等等,让RISC-V这样一个上游的底层的技术能够被下游所认知,RISC-V所独有的灵活、面向领域定制等得到探索,能更大程度地延伸RISC-V的创新触角。向上推广是指比较深入地去研究RISC-V的一些共性问题,去和相关部门做比较深度的沟通汇报,比如让他们了解RISC-V的发展是什么样,中间有哪些机会,也有哪些挑战,有哪些问题是需要解决的,有可能需要一些什么样的资源,什么样的政策,应该多关注什么样的企业,什么样的商业模式,再怎么样去跟一些行业相结合。在业内,联盟主要希望不断地吸收RISC-V会员,让他们自然地发酵与合作,同时联盟必要时也穿针引线,促成一些有意思的商业合作或者产学研合作。整个来说,就像一个行业组织一样去发挥这种作用。

记者:现在在国内的确有很多人在做这块。RISC-V是怎么去影响他们来一起做这样的事情?

滕岭:我们联盟关注整体生态发展的重点、难点。很多联盟内企业已经积极参与到RISC-V生态中了,我们会借助联盟内外的资源去尽可能地帮它宣传、推广;尤其是帮一些在空白、创新领域的初创企业成长起来。有些企业,我们分析后认为适合开辟RISC-V产品线,对RISC-V生态很重要的,我们会逐渐地去和他们建立联系,看看他们对RISC-V的想法,如桌面、服务器领域的芯片企业和软件企业。联盟会员在一起已经自然产生了很多化学反应,结出了不少商业果实,而下一步还可以有意识多做一些事情,比如专利的合作,软件生态的共建等,在困难的领域如桌面生态或者是服务器生态引入更多的驱动力。

记者:像阿里巴巴内部也有一些芯片层面的开发,比如现在的AIOT,或是操作系统的开发,这样的大公司影响力都比较大。所以,在推广RISC-V的时候,有没有这样的战略,从大的公司开始,以他们引领整个潮流或者是影响其他公司?

滕岭:大的公司参与得蛮多的。基金会里面,大的公司全部都参与了,基金会里面包括NV、西数、Google这些全都参与了,国内大的公司也都在参与,阿里下面的平头哥就推出了玄铁的一个IP核。在我们联盟内,大的公司基本都在,比如说展锐,兆易也推了通用的MCU,汇顶也是很大的上市公司。因为整个市场还很大,所以初创公司有创新的机会,大的公司也可以结合他们的生态做一些东西。

记者:可以这样说,RISC-V是一个打地基的,上面建什么房子,由上面那些人去发挥想象。

滕岭:对。你可以看成它就是一个核心的部件,但这个核心部件挺重要的。这核心部件的开放可以促进这个行业更多的创新,也更多的实现自主可控。

记者:之前RISC-V总部从美国迁出,这是出于什么样的考虑?

滕岭:那个不是我们,是基金会。指令集是开放的,不是产品,不受出口管制的限制。美国之外的企业根据指令集研发的RISC-V产品,不受出口管制。基金会总部留在美国的唯一风险,是极端情况下可能影响会员资格,影响使用商标和参加会议等,对企业并没有实质影响;与IEEE组对华为的禁令类似。基金会迁移到瑞士,是为了更加方便;也是为了向业界传达坚持开放、自由、中立、全球化的态度。

中国RISC-V产业联盟简介

一、联盟简介

中国RISC-V产业联盟(China RISC-V Industry Consortium(CRVIC))由国内外RISC-V领域重点企业、研究机构、和行业协会于2018年9月20日于上海发起成立。联盟创始会员包括紫光展锐、华大、晶晨、格易、乐鑫、苏州国芯、华米等五十多家产业链上下游企业,复旦、交大、同济、电子科大、西安电子、中国科大等十余家重点大学和研究机构,以及华芯投资上海分公司、上海集成电路产业投资基金等投资机构。芯原微电子担任联盟首任理事长单位,君正、晶心、芯来、致象尔微担任副理事长单位。截止2019年底,联盟已有130余家会员单位。

联盟对RISC-V全球基金会在中国的工作开展予以支持与合作,并与2018年11月成立的中国开放指令生态联盟(CRVA)建立友好关系。

二、联盟宗旨和任务

联盟秉承开放、合作、平等、互利的原则,致力于解决中国RISC-V领域共同面对的关键问题,建立中国国产自主、可控、安全的RISC-V异构计算平台,促进形成贯穿IP核、芯片、软件、系统、应用等环节的RISC-V产业生态链。

联盟的主要任务涵盖如下四方面:

一是搭建产业交流平台,推动RISC-V广泛应用;

二是推动RISC-V教学科研,培养产业人才;

三是推动会员协同发展,建立长效合作机制;

四是寻求资金资源支持,加速产业发展。

三、联盟工作

联盟成立以来开展的主要工作包括:

(一)举办大型论坛,搭建产业交流平台。如:

2018年10月17日,联盟和上海市集成电路行业协会RISC-V专业委员会在上海联合主办“RISC-V产业化高峰论坛”

2019年5月25日,联盟和上海交通大学国家示范性微电子学院在上海交大闵行校区联合主办“RISC-V处理器开源套件技术分享会”。

2019年9月4日,联盟承办全球IC企业家大会“RISC-V产业化与开发者分论坛”,以”RISC-V赋能新核芯时代”为主题。

(二)召集专题沙龙,对RISC-V发展重难点问题分析解读。如:

2018年12月12日,联盟举办“夜话RISC-V专利布局”沙龙,邀请三家知识产权服务机构与来自领军企业、初创企业、科研机构、投资机构的二十多位会员就RISC-V法律阐释、精简指令集中的基础专利及周边专利、联盟如何推动知识产权共性课题等进行探讨。

2019年4月13日,联盟举办“夜话RISC-V校园生态建设”沙龙,并邀请计算机体系结构宗师、图灵奖得主、RISC体系开创者David Patterson,与会员一起探讨RISC-V在国内大学院校的教育推广和生态发展。

2019年10月22日,联盟举办“对话RISC-V Foundation CEO,解析RISC-V发展蓝图”沙龙,邀请RISC-V基金会CEO Calista Redmond女士与会员交流RISC-V基金会运作及标准/生态发展蓝图。

(三)组织完成专题任务,助力RISC-V生态发展。如:

2019年,联盟会同恒锐知识产权所对RISC-V及精简指令集领域进行了专利分析,并就建立专利池的可行性,与核心会员企业进行初步讨论。

2019年5月,由联盟指导,技术社区Open-ISA及会员企业发起“RISC-V MCU创新大赛”。

2019年7月,联盟协调电子科大等高校会员与芯来科技等企业会员合作,编写RISC-V处理器及嵌入式开发课程,供高校开设课程。

(四)协助会员展开产业链合作,推动会员协同发展等。