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系列處理器與基礎軟件全球首次全棧開源的背后，藏著阿里平頭哥的什么目標？

阿里在2021云棲大會期間阿里云智能總裁張建鋒宣布了一個讓人意外的消息，全棧開源平頭哥玄鐵RISC-V系列處理器。這是系列處理器與基礎軟件的全球首次全棧開源，也正是讓人意外的關鍵。

玄鐵RISC-V系列是已經擁有150多家客戶、超500個授權數，出貨超25億顆的國內應用規(guī)模最大的國產CPU IP。

玄鐵RISC-V系列處理器全棧開源，就意味著平頭哥將因為開源而損失IP授權費。平頭哥為什么要犧牲短期利益推動RISC-V生態(tài)的發(fā)展？

全球首次全棧開源處理器與基礎軟件

RISC-V是一個源自伯克利大學的指令集，雖然指令集開源，但要用指令集設計出芯片，還有大量的工作，特別是設計出一款經過量產驗證的處理器。RISC-V社區(qū)有許多可免費下載的RISC-V處理器代碼，但這些開源的設計許多都沒有經過硅驗證，這就意味著有大量漏洞。

使用RISC-V開源社區(qū)IP設計芯片的嘉楠科技創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官張楠賡此前就對雷鋒網說，“使用RISC-V雖然省去不少IP授權費，但我們研發(fā)周期也會更長一些。”

平頭哥此次開源的玄鐵系列RISC-V IP，都是經過量產驗證的IP，包括玄鐵E902、E906、C906、C910，以及基于玄鐵的多操作系統(tǒng)的全棧軟件及工具。

值得單獨介紹的是玄鐵C910，這是一款高性能RISC-V IP，這款IP的架構將經過產品驗證的指令技術與RISC-V精簡指令技術融合，穩(wěn)定性比原始RISC-V提升的同時，性能有平均20%的提升。而且，玄鐵C910能夠全面適配AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系統(tǒng)，性能可以滿足5G、網絡通信、人工智能、自動駕駛等領域需求，被超過百款芯片采用。

相比沒有經過量產驗證的開源IP，開發(fā)者通過平頭哥Github和芯片開放社區(qū)（Open Chip Community）下載的玄鐵源代碼既可以用于開發(fā)產品，也能用于RISC-V和芯片設計的學習。這是因為，平頭哥開源的IP具備完整的驗證和流片的條件，商業(yè)公司可以用開源IP設計產品。

同時，開源IP的模塊拆分和命名規(guī)則都極其規(guī)范，代碼有很強的可讀性，對于想要學習RISC-V和了解芯片設計的開發(fā)者有非常高的價值。

平頭哥副總裁孟建熠與雷鋒網交流時指出，“經過過去幾年的實踐，我們發(fā)現僅靠平頭哥推動RISC-V的發(fā)展力量遠遠不夠。所以我們把玄鐵開源，讓整個社區(qū)的開發(fā)者都能在開源的基礎上做軟硬件適配，推動RISC-V架構往更深層次演進。”

平頭哥過去幾年一直在努力推動RISC-V的發(fā)展，玄鐵C910 2019年面世之時就對外開放，可以下載其FPGA代碼。隨后，平頭哥又推出了面向AIoT的一站式芯片設計平臺“無劍100 Open”，能夠提供集芯片架構、基礎軟件、算法與開發(fā)工具于一體的整體解決方案。

“這次我們從IP到基礎軟件全棧開源，希望能給行業(yè)提供一個從RISC-V架構擴展，到SoC平臺適配，再到基礎軟件適配優(yōu)化的體系。”孟建熠表示。

為什么犧牲短期營收？

全棧開源玄鐵處理器IP，一定會減少平頭哥的營收，但平頭哥選擇這樣做有多方面的考慮。

首先，推動開源硬件的發(fā)展本身就是在無人區(qū)探索，此前并沒有成功的案例。對于開發(fā)者而言，使用開源軟件有成本低的吸引力。但硬件開發(fā)流程復雜、時間周期長，試錯代價昂貴，只有經過驗證的開源處理器才可能被廣泛應用和接受。

“對于RISC-V這種開放架構，需要相比傳統(tǒng)授權更加開放模式，才能不斷支持創(chuàng)新的發(fā)展。” 孟建熠說，“RISC-V社區(qū)開源核不是稀缺資源，但如何讓這些開源核具有穩(wěn)定、可靠和持續(xù)演進的能力，推動開源核與開源軟件的生態(tài)融合，以及讓這些開源核成為量產芯片是關鍵。”

平頭哥全棧開源玄鐵對整個生態(tài)有利，但此前已經獲得玄鐵IP授權的公司的權益如何保障？孟建熠說：“除了開源的核，我們還會持續(xù)推進RISC-V架構新技術的發(fā)展以及開發(fā)對應的新核，提供給我們的商業(yè)合作伙伴。”

更關鍵的問題是，作為一家商業(yè)公司，平頭哥全棧開源玄鐵IP犧牲短期利益，推動整個RISC-V生態(tài)發(fā)展的意義和目的何在？

“普通IP公司所有的回報來自IP授權費，阿里是從云端一體的大生態(tài)來看待，思考也和普通IP公司有所不同，我們的生態(tài)需要更多定制化、普惠芯片連接我們的生態(tài)，進一步推動我們云端一體的生態(tài)繁榮。”孟建熠表示。

“我們第一步考慮的是讓RISC-V的技術和生態(tài)更加完善，降低創(chuàng)新成本。當RISC-V生態(tài)成熟的時候，作為這個生態(tài)的推動者和建設者，阿里也會是這個生態(tài)的受益者之一。”

可以理解為，平頭哥開源全棧處理器IP，目的并非要與傳統(tǒng)芯片公司競爭，而是為了更好服務自身業(yè)務，保持競爭力。并且，半導體IP也不是一個值得阿里這樣體量公司爭搶的生意。

市場研究機構IBS的數據顯示，全球半導體IP市場將從2018年的46億美元增至2027年的101億美元，年均復合增速達9.13%。半導體IP公司幾乎都是小而美，即便是廣為人知的Arm，其2020年營收達到創(chuàng)紀錄的19.8億美元，相比芯片設計公司英特爾779億美元的年營收，差距明顯。并且IP公司需要長期持續(xù)的大規(guī)模投入，才能保持產品的競爭力。

RISC-V芯片沖出IoT市場

既然阿里用更高的視角看待在RISC-V領域的投入，目標是端云一體的大生態(tài)，以及RISC-V生態(tài)繁榮會帶來的機會，那RISC-V的發(fā)展情況值得關注。

RISC-V基金會首席執(zhí)行官Calista Redmond曾透露，截至2020年底，全球范圍內RISC-V芯片（SoC、IP和FPGA）已推出93款，覆蓋了云端、移動、高性能運算、機器學習、自動駕駛等產業(yè)。

實際上，RISC-V芯片應用最廣的是在邊緣的IoT市場。原因很簡單，RISC-V社區(qū)有許多免費的CPU IP，并且邊緣的IoT設備所需的處理器對性能和軟件工具鏈的要求都不高，這就有利于RISC-V處理器的大規(guī)模應用和普及，包括MCU、藍牙、語音等芯片，中國市場尤其明顯。

“RISC-V在IoT市場的突破相對容易，中國的產業(yè)鏈優(yōu)勢也在此。”孟建熠認為。

但RISC-V要成功必須突破對性能和軟件生態(tài)有更高要求的應用。平頭哥在這個過程中也發(fā)揮著重要作用，今年10月13日，平頭哥宣布玄鐵910成功兼容安卓系統(tǒng)，可運行Chrome瀏覽器等應用。

“我們的初衷是去驗證RISC-V處理器是否能承擔瀏覽器、Java這種交互很強應用的壓力。安卓的軟件棧很厚，通過移植，能夠進一步探索RISC-V架構的完整性和能力的極限。”孟建熠解釋。

Android 10系統(tǒng)順暢運行在平頭哥玄鐵910 RISC-V處理器上

兼容安卓系統(tǒng)是RISC-V發(fā)展的一個重要里程碑，也是RISC-V邁向高性能計算的關鍵。

雷鋒網了解到，基于RISC-V的應用處理器（AP）正陸續(xù)推向市場，比如全志基于玄鐵C906核心的D1 AIoT開發(fā)板，支持64bit RISC-V指令集并支持Linux系統(tǒng)。更多RISC-V應用處理器的芯片和開發(fā)板也會陸續(xù)推出，這將進一步推動RISC-V向高性能市場拓展。