文 ｜ 倪光南（ 中國工程院院士、中國科學院計算技術研究所研究員）

近二三十年，世界“主流CPU（中央處理器）”一直是X86和ARM兩種架構。其中X86架構或稱Intel架構，是1978年由英特爾（Intel）公司推出的，以產品方式推廣；ARM架構是1990年由ARM公司推出的，以商業授權方式推廣。與此相應，桌面和移動終端領域分別出現了微軟的視窗（Windows）和谷歌的安卓（Android）兩種操作系統。這樣，在現代IT領域出現了“Wintel”（Windows + Intel）和“AA” （Android + ARM）兩大主流生態。

這幾年，開源RISC-V架構在世界范圍內迅速崛起。業界普遍認為，開源RISC-V架構有望躋身未來“主流CPU”之列。

開源RISC-V架構是圖靈獎獲得者、美國加利福尼亞大學伯克利分校教授David Patterson團隊于2010年發布的。RISC-V架構采用開源模式，具有設計精簡、易于移植、模塊化、可擴展、可定制等特點，十分適合新一代信息技術領域“需求定義軟件，軟件定義硬件”的“定制化”趨勢，而中國在這方面具備超大規模市場優勢，可以為RISC-V生態建設提供有力的支撐。

經驗表明，一個芯片能否在市場上取得成功，關鍵取決于其生態。今后RISC-V能否躋身于世界“主流CPU”行列，關鍵也取決于其生態。這里，我們把RISC-V生態用“RV++”表示，可以描述為1+1+N，即一個架構、一套基礎軟件和N種應用場景。

具體來說，“RV”是“一個架構”，即RISC-V，代表開源指令集標準規范。它由“RISC-V開源基金會”主持的RISC-V開源社區支撐。該基金會在2019年從美國遷到了瑞士。2019年，隨著RV開源社區的發展壯大，它改名為“RISC-V國際協會”（RVI），成為推進RISC-V生態發展的核心力量。

“RV++”中的第一個“+”代表“一套基礎軟件”。上述的“Wintel”和“AA”生態中都只強調了操作系統，而今天計算機往往需要包括操作系統在內的一整套基礎軟件支撐，所以下面我們將“操作系統和基礎軟件”統稱為“基礎軟件”。RISC-V基礎軟件往往不能照搬X86或ARM的基礎軟件，而需要重新按照RISC-V架構定制開發。這使中國軟件工程師大有用武之地，也為中國在基礎軟件領域后來居上提供了新機遇。

“RV++”中的第二個“+”代表“N種應用場景”，尤其是與新一代信息技術相關的應用場景。從應用領域來看，前幾年RISC-V一直在碎片化的物聯網領域里大量應用。隨著近兩年RISC-V處理器性能的快速提升，目前RISC-V已經開始應用于人工智能、智能網聯汽車、服務器等領域。

筆者認為，當前發展RISC-V生態的關鍵在于以下方面。

第一，聚焦RISC-V架構發展中國芯片產業。目前人們已普遍認識到，中國集成電路產業在芯片制造、封裝測試等環節存在短板，但芯片設計環節特別是主流CPU架構受制于人的問題，也應當予以強調。從產業鏈角度來看，CPU架構處于芯片產業的上游，除了直接影響芯片設計環節外，CPU架構及其引領的整個生態對IT業也有重大影響。當前，國產CPU發展出現多種架構并存的情況，這反映了近年來各界的努力，使我們在CPU架構方面取得了進展，但這還不能改變“主流CPU”被X86和ARM兩種架構壟斷的局面。為此，建議業界聚焦于開源RISC-V架構發展“主流CPU”，這樣既有助于打破壟斷局面，也可以滿足國內國際雙循環新發展格局的需要。

第二，大力發展RISC-V基礎軟件以推動RISC-V的生態繁榮。基礎軟件在整個信息技術體系中起著基礎性、平臺性、關鍵性的作用，是信息系統的核心，也是信息生態發展的基石。如上所述，一種CPU架構的生存和發展，在很大程度上依賴其生態系統，尤其是依賴于需要大投入和長研發周期的基礎軟件。基礎軟件介于CPU架構和各種應用軟件之間，是生態系統的“黏合劑”“催化劑”和關鍵核心競爭力。從技術發展趨勢看，2020年之后，RISC-V發展的優先級從體系結構驅動轉換為軟件驅動。現在，世界范圍內RISC-V基礎軟件的競爭已經出現。這是一個挑戰，也是一個機遇。參考X86和ARM的歷史，X86生態成就了微軟和紅帽，ARM生態成就了蘋果和谷歌。以此類推，RISC-V生態也將為未來的軟件巨頭提供新舞臺。因此，我們需要以全球視野謀劃并推動RISC-V基礎軟件發展，搶占信息技術變革的發展先機。

第三，擁抱開源，與世界協同創新。當前，開源作為一種發展模式、創新模式，已經成為推動當今世界信息技術、軟件技術發展的強大動力。近年來，開源模式的成功正逐漸從軟件領域延伸到硬件領域。

RISC-V是開源模式，采用的是寬松的BSD許可證（協議）。眾所周知，BSD開源許可證是一個給予使用者很大自由的協議，有利于實現產業化。RISC-V發布至今，RVI會員增長率連續兩年超過130%，已有3200多家會員單位得到世界芯片業的普遍認可。

現在中國已經是開源大國。2020年，在全球最大的開源社區GitHub的500萬累計開發者中，中國開發者占比9.76%，位居世界第二。開源為我們融入全球科技創新網絡、參與科技創新治理提供了一條有效途徑，今后中國將逐漸從開源大國走向開源強國。

第四，充分發揮中國人才基數優勢。近幾年來，我們體會到推進開源RISC-V架構、發展開源RISC-V基礎軟件、構建RISC-V生態，可以帶動中國開源事業的發展，引導中國大學生成為開源世界的活躍成員和積極貢獻者。

中國是全世界大學生畢業人數最多的國家，據統計，2022年中國高等院校畢業生數量達到1076萬人。中國正在成為全球高科技研發體系中的重要部分，中國龐大的人才隊伍如果能與開源模式密切結合，就能使中國人才數量優勢得到充分的發揮。

據了解，中國目前已經有很多高校開展了一些開源課程培訓，但還遠沒有形成規模、形成制度。現在急需構建開源知識產權評價機制以及開源人才激勵機制作為有效的、長期的支撐。為此，建議我國有關部門將開源教育納入人才培養體系，以全球視野謀劃開源人才培養，統籌規劃，全面推進，建立完善的產學研用一體化開源人才培養體系，培養能為全球開源作出貢獻的高質量的開源人才。

我們要聚焦RISC-V發展中國芯片產業，通過大力發展RISC-V基礎軟件、建立開源人才培養體系，充分發揮中國超大規模市場與人才的優勢，大力推進RISC-V生態建設。中國科技工作者要始終與世界同行協同創新，反對壟斷、反對遏制，為推動全球芯片產業及其生態的發展和創新，貢獻中國智慧、中國力量。

（《中國科學報》記者李思輝、通訊員那倩根據第二期東湖科學會議上的報告內容整理）

《中國科學報》 (2023-11-14 第1版 要聞)