從產(chǎn)業(yè)與教育生態(tài),談RISC-V的發(fā)展現(xiàn)狀與未來
近期業(yè)內(nèi)有兩起收購消息是業(yè)界普遍在關(guān)注的,一是英偉達(dá)準(zhǔn)備拿下Arm,另一則是有消息稱Intel計(jì)劃收購SiFive——雖然這兩起并購事件可能還存在很多不確定性,尤其后者還未知八字是否有一撇,但這對(duì)全球和中國CPU生態(tài)發(fā)展都是有重大影響的事件。這也是上周在上海舉辦的首屆RISC-V中國峰會(huì)上,諸多專家學(xué)者交流探討的話題。
在上周舉辦的RISC-V中國峰會(huì)上,兩次圓桌討論相關(guān)RISC-V的發(fā)展問題,包括“RISC-V產(chǎn)業(yè)及生態(tài)發(fā)展”和“RISC-V教育及軟件生態(tài)”。除了Intel預(yù)備收購SiFive這類熱門話題,還有一些在圓桌展開的有趣議題在此也值得記錄,也有助于我們理解RISC-V當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀,和接下來它可能會(huì)怎么發(fā)展。
這兩次圓桌討論,分別是芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民,以及芯原股份副總裁汪志偉主持的。參與話題討論的除了來自芯來科技、紅帽軟件、兆易創(chuàng)新、開源芯片基地等的企業(yè)與機(jī)構(gòu)代表,還包括來自西安交通大學(xué)、東南大學(xué)、四川大學(xué)等高校教授。雖然本文要涉及的內(nèi)容可能比較散,但具備了相對(duì)充沛的信息量。
RISC-V像10年前的Arm
戴偉民在圓桌上特別提到:“10年前,Arm也面臨今天RISC-V的問題。Arm當(dāng)時(shí)面臨x86強(qiáng)大的生態(tài)。”“當(dāng)時(shí)Arm是孤軍奮戰(zhàn),還不像現(xiàn)在RISC-V有這么多參與者出現(xiàn)?!薄爱?dāng)時(shí)有Linaro這樣一個(gè)生態(tài)組織,幫助Arm推廣生態(tài)系統(tǒng)?!?Linaro當(dāng)年建設(shè)Arm生態(tài)的歷史在RISC-V這里因此是具備了借鑒意義的。
圓桌現(xiàn)場,開源芯片基地CEO、研究院院長郭晶,此前曾是Linaro全球執(zhí)行副總裁、大中華區(qū)總裁,戴偉民打趣說是從Arm轉(zhuǎn)戰(zhàn)了RISC-V?!癓inaro很特別,僅靠開源活下來確實(shí)非常有趣。我自己總結(jié),Linaro是典型的私塾模式:大戶人家捐錢、捐人蓋學(xué)堂。因?yàn)槭撬桔?,所以是把自己的富家子弟送進(jìn)去,學(xué)堂也就只為高端貴族服務(wù)。” 郭晶說。
這里私塾的比方,是指Linaro對(duì)加入進(jìn)來的許多大企業(yè)收取“門檻費(fèi)”,同時(shí)需要這些大企業(yè)帶進(jìn)工程師人才資源合作?!癓inaro當(dāng)時(shí)面對(duì)全球規(guī)模較大、相對(duì)成熟的芯片公司和操作系統(tǒng)廠商,我們?cè)谌蛘伊?00個(gè)大神。這些大神是來自IBM、Intel、Freescale、TI等大企業(yè)的有15-20年工作經(jīng)驗(yàn)的頂級(jí)工程師。200個(gè)大神帶著整個(gè)社區(qū)的工程師,一起提升Arm在開源社區(qū)代碼貢獻(xiàn)能力,并且對(duì)代碼做高質(zhì)量開發(fā)、優(yōu)化的工作?!?/span>
“但私塾模式只給貴族服務(wù),這不是健康的社區(qū)模式。所以當(dāng)時(shí)我們也做了一件很值得驕傲的事情,打造了開發(fā)板模式。4-5年前我們打造了96board開發(fā)板。96板在過去這些年覆蓋了全球120 核心廠商,包括芯片開發(fā)公司、操作系統(tǒng)公司、軟件工具公司、OEM/ODM集成商。核心廠商和市場玩家我們都覆蓋了,基本上成為了整個(gè)Arm生態(tài)圈的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)?!被?6板定制的開發(fā)板數(shù)量,全球出貨量據(jù)說是達(dá)到了500萬片的。這種“開發(fā)板模式”實(shí)現(xiàn)了“私塾”對(duì)公眾的部分開放。
而來到今天的RISC-V,“這種模式能被復(fù)制嗎?”郭晶表示,“這其實(shí)不是真正健康的商業(yè)閉環(huán),而只是把工程師拉到一起,大家捐錢把頂級(jí)的工程師養(yǎng)起來。過往的經(jīng)驗(yàn)是可以拿來用的,但我們也希望吸取教訓(xùn),這也是芯片基地希望要做的事情。一方面去建立開源軟硬件核心高端能力,把大家召集起來,一起去定義底層共同的、需要協(xié)同發(fā)展的生態(tài);同時(shí)更大的目標(biāo),是希望把RISC-V,尤其是希望通過AIoT驅(qū)動(dòng)整個(gè)垂直應(yīng)用賽道,包括智能家電、智能制造、智能能源、智能交通、區(qū)塊鏈這幾個(gè)領(lǐng)域天生適合RISC-V生態(tài),加上芯片、軟件和應(yīng)用,去實(shí)現(xiàn)落地?!?/span>
“所以后期產(chǎn)學(xué)研孵化、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,甚至接下來會(huì)把類似的design service、芯片驗(yàn)證落地的能力平臺(tái)建立起來。同時(shí)我們會(huì)投資基金平臺(tái)建設(shè),去幫助孵化創(chuàng)新型企業(yè)。整體我們要打造的是商業(yè)閉環(huán),幫助基于RISC-V的中小型創(chuàng)業(yè)公司,看到商業(yè)化的曙光?!惫дf?!拔覀儸F(xiàn)在不需要大家交錢進(jìn)來,沒有門檻。”
“就像戴總說的,現(xiàn)在的RISC-V很像10年前的Arm,非常碎片化。我們希望幫助很多創(chuàng)新型中小型企業(yè),讓他們更快地加入進(jìn)來,大家一起協(xié)同開發(fā)。剛才提到‘一起定義底層共同的’部分,共同部分包括工具鏈、軟件優(yōu)化等的協(xié)作,我們可以領(lǐng)銜這樣的項(xiàng)目,資金上提供幫助,在需要共同開發(fā)、重復(fù)投入、碎片化的這部分工作上,幫助中小型企業(yè)來解決問題,讓這些企業(yè)把人力物力集中到可以實(shí)現(xiàn)差異化、掙錢的部分。”
“這是我們?cè)?jīng)在Arm身上吸取了經(jīng)驗(yàn),且證明成功過的模式?!惫н@里所說的“碎片化”的工作,有一部分應(yīng)該是指基于RISC-V本身開放的特性,實(shí)現(xiàn)面向不同Linux分支操作系統(tǒng)的定制門檻變低,RISC-V的發(fā)展會(huì)因?yàn)閳鼍安町惗兊?/span>十分多樣化(而不是局限在某一兩個(gè)平臺(tái)上)。但“指令集、擴(kuò)展指令集越來越碎片化,這會(huì)成為整個(gè)生態(tài)未來要面臨的現(xiàn)實(shí)困難”,而開源芯片基地則期望集合不同層級(jí)的力量,來為市場參與者解決類似的問題。感覺這些可能是未來RISC-V發(fā)展中,可借鑒的挺有意思的思路。
現(xiàn)場圓桌正在進(jìn)行觀眾投票
“Intel收購SiFive以后,能夠形成完整的AIoT產(chǎn)業(yè)鏈、生態(tài)圈,對(duì)其整個(gè)生態(tài)的發(fā)展是非常有利的。今天大家都在上下融合:做芯片的向系統(tǒng)邁進(jìn),做系統(tǒng)的在向芯片邁進(jìn)。很多技術(shù)、產(chǎn)業(yè)邊界都不再是那么清晰,所以現(xiàn)在其實(shí)更講究融合。Intel與SiFive的合作我個(gè)人認(rèn)為是想把云端的產(chǎn)業(yè)鏈做大做強(qiáng)?!鄙蚶诒憩F(xiàn)。
芯來科技執(zhí)行總裁彭劍英則提到:“Arm以前嘗試做服務(wù)器市場,時(shí)機(jī)不對(duì)所以失敗了。但去年到今年,包括蘋果M1的出現(xiàn)、Arm進(jìn)軍服務(wù)器領(lǐng)域,Arm在桌面和服務(wù)器市場都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒?!薄癆rm是由下往上的滲透路徑?!边@里的由下往上應(yīng)該是指從移動(dòng)與嵌入領(lǐng)域,進(jìn)軍高性能領(lǐng)域——這一點(diǎn),我們?cè)诖饲捌饰鯝rm面向服務(wù)器市場的Neoverse IP文章中有詳細(xì)提到過;而“Intel是希望從上往下發(fā)展”,即從服務(wù)器和PC,向IoT市場發(fā)展。
“Intel其實(shí)一直有嘗試在移動(dòng)端、AIoT方面做布局,但并沒有取得很大的成功和突破。而收購,可以在戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)上,從上往下走。云邊端三個(gè)領(lǐng)域,都可以有很好的市場表現(xiàn)。ISA層面未必一定都必須是x86。所以收購成功就能打造新的戰(zhàn)略方向。全新的RISC-V架構(gòu),對(duì)Intel而言也更沒有包袱?!?/span>
出現(xiàn)Intel要收購SiFive的消息,一方面表現(xiàn)的是Intel本身在現(xiàn)有市場上的相對(duì)乏力和對(duì)創(chuàng)新的渴望,另一方面也能表現(xiàn)行業(yè)對(duì)RISC-V在AIoT時(shí)代發(fā)展?jié)摿Φ恼J(rèn)可。
另一方面,圓桌討論普遍認(rèn)為英偉達(dá)若成功收購Arm,則對(duì)RISC-V客觀上會(huì)造成發(fā)展的促進(jìn)。沈磊說,“英偉達(dá)若成功收購Arm,Arm的中立地位必將受到質(zhì)疑。在這種情況下,對(duì)RISC-V就有推動(dòng)作用。這時(shí)候,我們會(huì)更關(guān)注具有中立性質(zhì)的開放指令集?!?/span>
“Arm失去中立性我們還有沒有更好的選擇,RISC-V能不能成為主流,成為Arm的替代,并沒有絕對(duì)的答案。并購大概能夠提供一個(gè)利好的時(shí)間窗口?!迸韯τ?duì)于英偉達(dá)并購Arm也存在一些憂慮,“收購背后必然存在戰(zhàn)略意義,英偉達(dá)的GPU、DPU,加上CPU以后就能做更多深入創(chuàng)新或者綁定,或者實(shí)現(xiàn)更深度的合作,這是可以進(jìn)一步成就英偉達(dá)的?!?/span>
“對(duì)中國來說,國內(nèi)現(xiàn)在這一波創(chuàng)業(yè)的明星公司,他們的目標(biāo)就是英偉達(dá)。如果英偉達(dá)成功收購Arm,會(huì)讓他們的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)變得非常困難。”彭劍英說,“國內(nèi)RISC-V畢竟還只占到很小的市場份額,所以這起收購會(huì)觸動(dòng)到大家的神經(jīng)。以前沒想過:中立的Arm有一天會(huì)被收購,而且英偉達(dá)還開出了令人無法拒絕的價(jià)格?!?/span>
在如今這個(gè)時(shí)代背景下,RISC-V本身作為AIoT時(shí)代的一個(gè)新平臺(tái),在國內(nèi)作為一個(gè)探討話題,其特殊性又在于它與中國CPU未來的自主、可控、繁榮與創(chuàng)新存在著千絲萬縷的聯(lián)系。
戴偉民提到,2018年8月,上海市經(jīng)信委發(fā)布國內(nèi)第一個(gè)和RISC-V相關(guān)的扶持政策;9月,上海市經(jīng)信委推薦芯原作為首任理事長單位牽頭建立了中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟——10天內(nèi),紫光展銳、華大、君正、復(fù)旦、交大、電子科大、中國科大、華芯投資上海分公司等60多家企業(yè)及機(jī)構(gòu)就加入了中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。而且在此之前的6月,國內(nèi)第一家RISC-V CPU IP及解決方案公司芯來科技成立——芯原當(dāng)時(shí)也以天使投資的身份,投了這家企業(yè)。
RISC-V生態(tài)在國內(nèi)的發(fā)展,由于大環(huán)境——再加上如今英偉達(dá)對(duì)Arm的收購,有著天然的加速器在背后發(fā)揮作用。但在產(chǎn)業(yè)本身之外,它與國內(nèi)的教育界又有著怎樣的化學(xué)反應(yīng)?
“RISC-V教育及軟件生態(tài)”圓桌討論中,芯原股份副總裁汪志偉主要圍繞RISC-V在教育中的位置話題,與高校教授和企業(yè)專家作了探討。其中令人印象頗深刻的,是在談“高校在本科與研究生教學(xué)中如何構(gòu)建基于RISC-V處理器的課程體系”問題時(shí),幾位教授談到的內(nèi)容。
西南交通大學(xué)信息學(xué)院電子工程系副系主任邸志雄提到了比較具體的問題,即當(dāng)代本科與研究生教學(xué),學(xué)分壓縮是趨勢。原來的課都在砍的情況下要單獨(dú)增加一門叫做RISC-V的課是有難度的。而建立新的知識(shí)體系,將RISC-V融入其中,“從數(shù)電開始,到體系結(jié)構(gòu),到組成原理、操作系統(tǒng),這才是能體現(xiàn)RISC-V價(jià)值的課程體系?!薄皬默F(xiàn)有課程出發(fā),做結(jié)合性課程,才能推進(jìn)RISC-V,只是這么做也很有難度。”
東南大學(xué)國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心副教授凌明,在針對(duì)這個(gè)問題的表達(dá)上很有趣。他說:“在回答這個(gè)問題前必須思考兩個(gè)問題。第一為什么要建立基于RISC-V的課程體系,而不是去講MIPS、Arm、x86?第二,如果講RISC-V,它與講MIPS、Arm、x86有何不同?”
“第一個(gè)問題,為什么要講RISC-V?不能因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)比較熱就去上這個(gè)課,這不是教學(xué)的理由。大學(xué)課程要有延續(xù)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。我們選擇RISC-V,是因?yàn)殚_放性、開源性。學(xué)生可以看到CPU里面的具體實(shí)現(xiàn)。我們講Arm,實(shí)際上只能講Arm指令集和大概的體系結(jié)構(gòu),看不到details;而RISC-V,讓學(xué)生第一次有這樣的機(jī)會(huì)看到details,這是很有價(jià)值的?!?/span>
“第二個(gè)問題,把RISC-V放進(jìn)課程體系,相比Arm、x86,課程體系有什么變化嗎?我仔細(xì)想了想,其實(shí)還真沒有,或者說不是很明顯。因?yàn)镽ISC-V是個(gè)指令集,從本質(zhì)上來說相關(guān)技術(shù)都是通用技術(shù),是很成熟的處理器技術(shù)。從這個(gè)角度來看,并沒有特別的地方?!绷杳髡f,“但RISC-V的開源和開放,讓我們?cè)谡n程里可以鼓勵(lì)學(xué)生參加開源項(xiàng)目;而且雖然是通用技術(shù),但RISC-V的設(shè)計(jì)還是精雕細(xì)琢的——研究生課程會(huì)去討論為什么要這樣做,和Armv8又有什么不同——這些原因分析對(duì)于幫助學(xué)生掌握和思考問題會(huì)很有幫助?!?/span>
針對(duì)RISC-V在高校中課程體系的設(shè)置,看來還是頗有一番門道,具備可行性但需要解決更多“工程”問題的。
西安電子科技大學(xué)微電子系教授游海龍,從高校的角度對(duì)企業(yè)與高校間的合作提出了建議:“好多企業(yè)都在做大學(xué)計(jì)劃,我們學(xué)校感受到的其實(shí)是太多企業(yè)來做大學(xué)計(jì)劃。其中有些企業(yè)可能跟我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)的定位還不同;同一個(gè)大學(xué)計(jì)劃在不同學(xué)校做,效果也可能是不一樣的。我有幾個(gè)建議:
芯來科技生態(tài)發(fā)展總監(jiān)胡燦則從企業(yè)的角度,談到:“芯來是2018年才成立的,2019年就做大學(xué)計(jì)劃了。其實(shí)大學(xué)計(jì)劃傳統(tǒng)意義上需要投入很多人力物力。我發(fā)現(xiàn)了一些門道:我以前在大公司涉足過大學(xué)計(jì)劃,那時(shí)候的大學(xué)計(jì)劃普遍看起來很風(fēng)光,給學(xué)校提供板子、配套教材。但這些東西在很多學(xué)校就只是落灰。反而社區(qū)做好了,就能相輔相成。”
“大學(xué)計(jì)劃對(duì)于企業(yè)而言,最重要的一點(diǎn)是做到‘精準(zhǔn)’,掌握學(xué)校的具體需求,而不是由企業(yè)直接把一套現(xiàn)成的東西交給學(xué)校。要和學(xué)校一起制定標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù),而不是憑想象直接給老師推那些不適用于大學(xué)環(huán)境的東西,造成資源浪費(fèi)?!焙鸂N說。這里胡燦與游海龍?zhí)接懙脑掝},其實(shí)是頗為異曲同工的:適合學(xué)校需求的,才能真正發(fā)揮作用。
除了大學(xué)計(jì)劃以外,產(chǎn)學(xué)研合作的產(chǎn)品研發(fā),也是企業(yè)與高校合作中的重要方式。在這個(gè)過程中,雙方如何達(dá)成雙贏并不是個(gè)簡單的問題。凌明談到:“產(chǎn)品規(guī)劃可以分為今天的產(chǎn)品、明天的產(chǎn)品、后天的產(chǎn)品。企業(yè)與高校應(yīng)該在哪個(gè)層面合作?現(xiàn)在很多企業(yè)是讓學(xué)校合作今天的產(chǎn)品,要求馬上做出一個(gè)產(chǎn)品。雙方難免都會(huì)失望,都不滿意?!?/span>
“企業(yè)期望今天的產(chǎn)品要高校來幫助完成,這個(gè)定位是不準(zhǔn)確的。所幸,越來越多的企業(yè)選擇將明天和后天的產(chǎn)品與高校合作。明天的產(chǎn)品,就是指產(chǎn)業(yè)里面共性的關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā);后天的產(chǎn)品,則是未來的原創(chuàng)性的發(fā)明和創(chuàng)造。這些東西才適合高校去做?!绷杳髡f,“老師帶著學(xué)生,無法像企業(yè)一樣開展嚴(yán)格的質(zhì)量控制、版本管理,所以高校的性質(zhì)決定了,我們應(yīng)該做明天或后天的產(chǎn)品?!?/span>
“我們要做來自于工程、高于工程,最終指導(dǎo)工程的課題。”這可能才是高校在產(chǎn)學(xué)研合作中,真正適合發(fā)揮的作用。汪志偉也表示:“芯原和高校也有合作,我的體會(huì)也是我們不應(yīng)當(dāng)追求短期利益。高校更多擅長在前瞻性的研究。我自己的經(jīng)驗(yàn)是,3-5年的合作周期比較好,這樣的合作過程也更有機(jī)會(huì)落地?!?nbsp;凌明則表示當(dāng)前學(xué)校正與海思、華為、國微、華大九天如今都在進(jìn)行3年甚至5年的項(xiàng)目,也是更為合理、愈發(fā)成熟的合作模式。
兆易創(chuàng)新合肥子公司總經(jīng)理潘攀則強(qiáng)調(diào),企業(yè)與高校在合作中要實(shí)現(xiàn)雙贏,“我總結(jié)是要有合伙人心態(tài),雙方的訴求有差異,我們要找到共同點(diǎn),以合伙人的需求去做這件事。這樣的合作就像是個(gè)合伙人公司,大家都是打工的?!?/span>
“其次還要有黏性機(jī)制,比如我們做聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃的時(shí)候,有詳細(xì)的目標(biāo)計(jì)劃,就像企業(yè)商業(yè)計(jì)劃書一樣,有共同的愿景和目標(biāo),也要履行后續(xù)職責(zé)。另外這個(gè)黏性機(jī)制也包括有效的溝通,理解學(xué)校的想法、企業(yè)的用心,減小摩擦力。我們開始和合肥工業(yè)大學(xué)做聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室2年,前1年就開了4-5次會(huì),現(xiàn)在基本每周都會(huì)有個(gè)小會(huì)。這種有效的溝通是很重要的。”