科技日報記者 華凌

“未來RISC-V開源指令集很可能發展成為世界主流CPU之一，而基于RISC-V開源指令集架構的國產CPU可望滿足自主可控測評的要求，前景可期。” 日前，在北京召開的“2019國際芯片大會（Chips 2019）”上，中科院院士倪光南在介紹開源芯片新趨勢時指出。

這個大會以“構建自主可控和開放的芯片產業”為主題，由國際測試委員會、中國科學院大學及北京市懷柔區人民政府共同舉辦。院士倪光南和廖湘科，以及胡偉武、詹劍鋒、張立新等專家，對開源芯片給中國芯片產業可能帶來的機遇和陷阱展開深入討論，并探討建立自主可控和開放的芯片產業的戰略和政策、建立自主可控的開源芯片及軟硬件生態。

大大降低芯片設計門檻符合技術趨勢

“開源”（開放源代碼）是一種開發模式和商業模式，以Linux為代表的開源軟件已經成為當前軟件產業的主流。而RISC-V開源指令集可以理解為與開源軟件相對應的一種開源硬件。開源芯片設計可以將芯片設計門檻大大降低，甚至3-5人的小團隊在3-4個月內，只需幾萬元就可以研制出一款有市場競爭力的芯片。

目前世界上生態最為成熟的兩種指令集架構的CPU分別是Intelx86指令集架構CPU和ARM指令集架構CPU。

Intelx86指令集架構CPU歷史悠久，壟斷了桌面和服務器領域，被美國的Intel和AMD兩家公司擁有，罕有對外授權。ARM指令集架構CPU近年崛起，在移動和嵌入式等領域占壟斷地位。世界上很多公司花費數百萬至上億元費用向ARM公司購買CPU許可，還要向公司繳納特許權使用費（Royaltyfee）。

對此，倪光南、廖湘科等專家表示“未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領域形成Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。”

倪光南介紹了RISC-V開源指令集擁有很多好處。在設計方面，免除授權費用和知識產權風險的完全開源免費，是RISC-V存在的主要意義。RISC-V指令集在最初設計時，其研發團隊就明確表示要追求簡約，丟棄歷史包袱。目前成型的技術代碼集小、支持模塊化、性能十分優越，能滿足從微控制器到超級計算機等各種復雜程度的處理器需求，支持從FPGA、ASIC乃至未來器件等多種實現方式。

另外，隨著人工智能和物聯網（IoT）等新一代信息技術的發展，各種場景下對CPU的需求日益碎片化，嵌入式應用前景廣闊，低功耗、低成本和定制化需求越來越大，這使得RISC-V的精簡、低功耗、模塊化和可擴展的優勢與數字經濟未來的發展方向十分契合。

RISC-V芯片計劃同樣可能存在陷阱

值得一提的是，胡偉武、張立新和詹劍鋒等專家開誠布公地討論了RISC-V計劃可能給中國芯片產業帶來的陷阱。

胡偉武教授是國產自主芯片龍芯的代表性人物；中科院計算所副總工程師張立新教授是芯片領域的老兵，參加過IBM等多個芯片的研發和國產化項目。詹劍鋒是國際測試委員會主席，是本次國際芯片大會的發起人。

張立新在認為開源芯片可能給中國芯片產業帶來的機會的同時，建議我國現有RISC-V計劃應該避免走龍芯和飛騰走過的老路，應該走高端路線，而不應該在低水平重復已有的工作。

詹劍鋒在主論壇的報告“如何迎接現代計算機負載的挑戰”中表示，應該借助開源芯片計劃，選擇新賽道，為現代計算機負載（大數據、人工智能、互聯網服務）設計通用的開源的芯片，而不是針對一個個的負載設計加速器。而在傳統負載領域，開源芯片計劃沒有機會，因為芯片產業很難做到后發制人。詹劍鋒教授公開了BenchCouncil主導的面向新賽道的芯片測試標準BENCHCPU和通用開源芯片計劃EChip。

龍芯總裁胡偉武認為，培育芯片產業需要時間，就像培養孩子，不能一蹴而就，唯有時間不可超越。他將國內的芯片力量形象地描述為小學生、中學生和大學生。他認為龍芯、飛騰已經大學畢業，而不少相關的芯片研發計劃仍然是小學生水平。他主張不做加速器，而在通用芯片上集成對這些特定負載的支持，例如面向AI的指令。他認為時間會證明一切，芯片只有頭部企業會盈利，沒有足夠大的市場容量，不能控制生態，都難以盈利。

廖湘科認為，中國在芯片領域的薄弱力量還包括EDA工具，目前開源EDA領域基礎較差。這個領域很難被計算機專業的人士攻破，因為需要不同的知識積累。

基金會保持技術中立，跨國公司紛紛布局

對于RISC-V基金會的中立性，倪光南表示贊賞。

11月25日，為了尋求技術中立，總部位于美國特拉華州的RISC-V基金會計劃遷至瑞士，以規避美國可能會做出的貿易限制。RISC-V基金會首席執行官卡利斯塔·雷德蒙德表示，董事會一致通過了遷移決定，希望確保美國以外的大學、政府和公司可以幫助開發其開源技術。雷德蒙德稱，“在世界各地，我們聽到很多人說‘如果公司不在美國，我們會更自在’。”

詹劍鋒指出，在信息技術產業領域，不僅存在從下（芯片）到上的管控，而且存在從上（應用）到下的管控。例如，安卓本身是開源的，大家都可以用，但在華為的安卓事件中，被管控的是谷歌開發的應用套件。這種情況可能同樣存在于開源芯片里。開源芯片指令集ISA雖然是開源的，但不同的硬件實現是被管控的。張立新教授同樣贊同這個觀點。因此，信息技術生態非常復雜。

詹劍鋒認為，開源芯片比開源軟件情況更為復雜，中國的公司不能照搬開源軟件領域的模式。不要以為可以在開源芯片時代，像開源軟件時代一樣，做簡單地堆砌。盡管有種種異議和疑慮，專家總體認為，開源芯片對中國芯片產業是一個機會。張立新坦率地認為，不論是自己研發的，還是拿來的，只要能解決現在的困境的芯片計劃，就應該被鼓勵。

RISC-V基金會于2005年成立，這是一個非盈利中立機構和開放社區，主要負責日常維護RISC-V指令集標準手冊與架構文檔，參與RISC-V相關規范制定和軟硬件生態系統的發展。

倪光南介紹，基金會采取會員制管理，目前有上百家會員單位，中科院計算所是發起和審計會員，阿里、華為是白金會員。這種開放式管理模式能夠有效促進RISC-V社區的交流和創新，形成生態系統，從而降低研發成本，打破芯片市場的壟斷。

目前，RISC-V開放的生態已經讓眾多廠商紛紛選擇使用RISC-V指令集研發下一代芯片，英偉達（Nvidia）將使用RISC-V指令集制作下一代GPU上的周邊微控制器，西部數據（WesternDigital）計劃在下一代存儲計算芯片中使用RISC-V核，并宣布預計每年將出貨10億片以上使用RISC-V的芯片。另外，西門子，三星，谷歌，IBM，特斯拉，高通，恩智浦，日立等跨國公司都在RISC-V指令集芯片上有所布局。

在中國，使用RISC-V指令集制作的芯片開始初露頭角：7月18日，中科物棲展示了基于RISC-V的AIoT芯片和整機方案；7月25日，阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥出品的玄鐵910（XuanTie910）芯片同樣是一款RISC-V處理器，可以用于設計制造高性能端上芯片，應用于5G、人工智能及自動駕駛等領域。