RISC-V向哪去 国科大计划负责人谈初心

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1	国科大本科生便带“芯”毕业，这轰动了中外产业界，也让RISC-V被称为“中国芯”的希望。
2	那么，产业界真正使用RISC-V的企业、学术界研究RISC-V的专家，到底是如何评判其前景的？RISC-V已经跑出多远？

近日，中国科学院大学（简称“国科大”）五位2016级本科生带着RISC-V 处理器流片毕业的新闻火了。他们主导完成了一款64位RISC-V处理器SoC芯片的设计并实现了流片，芯片能成功运行Linux操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统UCAS-Core。

国科大「一生一芯」计划的首期成果 图源/网络

这些大学生正是中国科学院大学首期“一生一芯”计划的参与者。作为“一生一芯”计划的负责人，中国科学院计算技术研究所研究员、中国科学院大学教授、中国开放指令生态（RISC-V）联盟秘书长、RISC-V国际基金会董事包云岗向《IT时报》记者表示：“处理器芯片是芯片产业皇冠上的明珠，占到芯片半导体市场规模的1/3，但我国的处理器芯片全球市场份额还不到1%。我曾安排组里学生统计过2008-2017年ISCA（国际计算机体系结构年会）论文第一作者的情况，最后发现这些优秀人才85%选择在美国就业，仅有4%在中国就业，中国学生基本上都去美国深造了，然后留在美国工作。这和以前中国芯片设计人才需求不足有关。但是现在人才需求已经在快速增长，人才供给却远远跟不上。”这是“一生一芯”计划诞生的初衷。

01

从AIoT向高性能处理器进军

过去，RISC-V的应用场景主要在AIoT与嵌入式领域。随着时间发展，RISC-V在AIoT与嵌入式的市场份额逐步提升，采用RISC-V芯片的智能手环、蓝牙耳机、智能电视均已投产，同时开始往高性能处理器进军。

近日，为满足5G对性能的更高需求，新华三半导体在网络处理器上完成了对SiFive的RISC-V U7多核处理器的验证，这是目前最成熟的RISC-V高性能处理器之一。

许多新型应用如AI、AR/VR、计算器视觉等，需要对大量矩阵数据进行复杂计算。晶心科技推出了业内领先的支持向量扩展架构的处理器，每个向量长度最高512位，并可组合最多八个向量缓存器达到4096位。“假设进行天气预测，过去需要用超级计算机，将来用向量处理器集成的SoC即可实现。”晶心科技总经理林志明介绍。

对比同级别的ARM架构处理器，RISC-V处理器在性能与功耗上的表现更有优势。兆易创新携手芯来科技量产的全球首款通用MCU，相比ARM内核的同类产品，性能提升了15%，动态功耗降低了50%，待机功耗降低了25%。芯来科技联合创始人兼COO徐来表示，RISC-V没有历史包袱、没有ARM多年维护的冗余代码，是RISC-V能实现高性能、低功耗的主要原因。

02

本质是自由和开放

或许不少开发者入局RISC-V，是出于ARM高昂的授权费，但入局后却发现，其实除了低成本，RISC-V还是个“宝藏男孩”。这个宝藏就在于：自由与开放。

“RISC-V的本质是自由，它并不是ARM的廉价替代。” TBSI教授、RIOS实验室副主任、RISC-V国际基金会董事谭章熹说：“RISC-V是模块化的指令集架构，可以像搭积木一样实现各种需求，同时能根据不同应用进行扩展，这是ARM无法实现的。”

这为开发者提供了更多可能，开发者可以根据需求灵活定制芯片。广芯微为ZETA标准开发了RISC-V专用处理器，结合纵行科技的ZETag云标签，在芯片、嵌入式软件、协议栈以及应用程序上可以做到完整闭环，无需二次开发就能形成完整解决方案。

“CPU很重要，但CPU周围的东西也很重要。就像一级方程式赛车，每站比赛，车队都要对车辆进行调整。引擎固然重要，但决定比赛结果的，往往是能否调整到适应比赛当天的状态。”谭章熹形容道，“相对于硬件生态，RISC-V的软件生态要发展得晚一些。”

至于部分人担心的RISC-V自由与开放下产生的碎片化问题，包云岗反而持乐观态度：“碎片化本身就是行业需求，互联网应对碎片化的方式是快速开发App。中国手机App已达449万个，之所以能快速开发这么多App，就是通过敏捷设计与开源开放，让App开发门槛降低。芯片领域也是一样，RISC-V要应对碎片化需求，就要找到类似开发App的快速敏捷方式，缩短周期。这也是学术界正在努力的方向。”

2019年，RISC体系发明者、2017年图灵奖得主David Patterson在清华-伯克利深圳学院（TBSI）创立了RISC-V国际开源实验室RIOS。2020年7月，RIOS实验室发布了全球首个可运行Linux的全开源RISC-V微型电脑系统PicoRio，标志着RISC-V的软件生态建设大大推进。目前，RISC-V基金会已吸引了IBM、西部数据、英伟达、高通、谷歌、华为、阿里等500多名会员，其中15%来自中国。RISC-V生态建设从未停下脚步。

03

希望中国学界

更多投入RISC-V研究

相比于国内业界对RISC-V的高关注度，国内学术界的研究还远远不够，这一直是包云岗积极呼吁的。

“去年，我最大的感触是，开源硬件（芯片）在美国已经成为一种共识。后来，我在担任IEEE MICRO Agile and Open Source Hardware（《敏捷设计与开源硬件》）期刊客座编辑时，共收录了13篇论文，其中10篇来自美国，1篇来自加拿大，1篇来自德国，只有1篇来自中国。”包云岗说，“我对这13篇论文进行了分类，其实开源芯片有很多方向值得研究，包括设计框架、平台、验证等领域，希望业界也可以把他们的需求反馈给学术界，让学术界不仅仅进行单纯的‘论文到论文’研究。”

作者／IT时报记者 钱奕昀

编辑／挨踢妹

排版／冯诚杰

图片／东方IC Pixabay

来源／《IT时报》公众号vittimes

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