電子發燒友網報道（文/黃晶晶）最近，“2023 RISC-V中國峰會”在北京舉辦。從最初RISC-V在物聯網領域興起，到如今越來越多的RISC-V高性能芯片走向數據中心、服務器、汽車電子等，RISC-V更加呼喚強大的生態建設，以期補強生態，更快地讓RISC-V芯片在中高端領域落地。會議期間，電子發燒友網等媒體也在第一時間采訪了RISC-V國際基金會CEO Calista Redmond，本次峰會主席、中國科學院軟件研究所副所長武延軍，北京開源芯片研究院首席科學家包云崗等專家們。作為RISC-V領域的積極引領者，他們對現階段RISC-V的發展發表了諸多觀點。

中國企業積極參與生態共建

生態共建的意義在于調動協調參與各方共同繁榮生態并從中獲益。Calista Redmond說，RISC-V非常看重生態的建立，談到生態它既是技術問題，軟硬件互相匹配，也是市場營銷、商務的問題。因此應該讓不同的技術團隊應對不同行業的需求，比如汽車制造業、數據中心等等。同時生態建設也會強化全球合作，RISC-V國際基金會積極與其他基金會和其他組織合作，利用雙方的整合資源的能力，把上游和下游、各種資源庫進行非常好的連接。在中國，通過和不同的協會、學術界、行業進行合作，生態能夠變得越來越成熟。

本次峰會主席、中國科學院軟件研究所副所長武延軍表示，中國企業在RISC-V國際生態領域里發揮越來越大的作用。在RISC-V國際基金會高級會員中，中國企業占據50%，包括華為、阿里巴巴、紫光展銳、中國科學院計算所和軟件所等。三四年前，我們在SIG（Special Interest Group）、TG（Task Group）、HC（Horizon Committee）這些RISC-V基金會的組織里聲音較少。但近兩年，以阿里平頭哥為例，很多中國機構開始積極參與技術組織的主席和副主席工作，推動RISC-V國際標準的制定和技術發展，讓更多中國企業認識到參與國際社區的重要性。

中國科學院軟件研究所的目標是把基礎軟件做成RISC-V生態里的數字公共品。武延軍說，我們很早在RISC-V社區里組建了PLCT實驗室，專門給RISC-V生態做貢獻，過去幾年也得到了國際社區很大的認可。現在中國科學院啟動了“RISC-V基礎軟件”先導專項，也在支持我們聯合國內企業繼續打造RISC-V基礎軟件生態。

自2011年RISC-V指令集正式發布已經過去十多年，武延軍談到早期RISC-V處理器主要集中在微控制器（MCU）方面，而對于MCU以及嵌入式領域來說生態相對較小。但隨著處理器能力的不斷升級，RISC-V芯片已邁進筆記本電腦、服務器等領域，越來越多的應用可以跑在RISC-V設備上，隨之而來的生態問題也更加突顯。目前階段，RISC-V相較于X86、ARM生態無論從軟件規模還是性能優化程度上，還沒有達到很好的狀態。不過RISC-V向高性能進發會隨著生態的逐漸完善勢不可擋。


完善工具鏈，軟件生態進展顯著

早在2020年，RISC-V第一發明人Krste Asanovic教授預言到軟件是驅動RISC-V發展的關鍵。此后大家所熟悉的Fedora、Debian、國內的openEuler社區都開始關注RISC-V，開始提供相應的支持。

而軟件生態的首要工作就是工具鏈的完善，因為芯片必須要有編譯工具鏈才能把它的指令集特性發揮出來。武延軍表示，工具鏈一般傳統上有兩種方式，一種是廠家自己來開發，提供的都是私有工具鏈，每次推出一款開發平臺相應就有一套工具鏈進行匹配。另一種是大家共同打造一個公共的工具鏈，約90%為公共打造，10%是私有部分。RISC-V更為合適后種方式。

從2019年開始，中國科學院軟件研究所開展RISC-V“原生操作系統”開發，即“傲來”操作系統。相應的內核（Linux Kernel）以及編譯工具鏈上做了很多的工作。當時在GCC、LLVM（開源的架構編譯器框架）上大量做指令集相關后端的實現。同時跟隨RISC-V基金會標準的批準進程提供相應的代碼參考實現，讓大家在討論標準時有相應依據，甚至可能給標準制定者反饋問題，讓標準變得更加合理。

近兩年，中國科學院軟件所從兩個方面開始投入RISC-V生態建設。一個是RuyiSDK（“如意”軟件開發工具集）項目，希望給軟件開發者能提供“一站式”、“全家桶”的開發工具集。統一的開發環境，在工具鏈上做好適配和整合，開發者不需要自己解決上下游軟件包的依賴問題，不需要關心軟件包的構建順序，以及相應工具包的完整性。

第二是啟動“PolyOS”（聚元操作系統）項目。PolyOS不是傳統意義上的操作系統，當有RISC-V SoC出來后，PolyOS能夠很快地和SoC或開發板進行對接。90%以上的操作系統公共部分已經做好，剩下只有不到10%私有的工具鏈或補丁也可以納入到PolyOS，這樣可以讓開發板或SoC廠商在短時間內適配好基礎軟件，縮短整個交付周期。也就是給開發者和廠商提供開箱即用的操作系統構建工具，這樣能夠極大地促進軟件生態的快速發展。

武延軍說，現在工具鏈參與方越來越多，功能越來越完善，因為指令集本身在不斷發展，在過去一年多時間，RVI又批準了一些新的標準擴展指令集，還在繼續推更多的指令集標準規范，那么工具鏈也會隨著這樣的進程不斷地往前發展。

9月份，openEuler RISC-V版本將推出，這也是第一次openEuler把RISC-V當作官方支持的指令集，以前只有X86和ARM。另外，此前國際知名開源社區Debian首次把RISC-V作為Tier-1級的指令集標準規范來支持。還有Google的Android開源版本AOSP也把RISC-V作為官方支持的指令集架構。在過去一年多時間里，很多知名開源社區、開源操作系統發行版都在支持RISC-V。這個軟件生態建設的進程會越來越快。


RISC-V助力AI算力 硬件開源架構性能更強

AI算力需求的增加離不開通用計算的支持，比如自動駕駛芯片除了AI加速芯片之外還搭建了很多通用高性能CPU。還有大模型運算，也同樣需要大量數據的遷移，因為數據量遠遠大于單個算力卡的存儲容量所能存放的空間。這時候就需要有一部分在CPU里運行，同時還有大量數據進行遷移，從內存里把它加載到算力卡里，算完以后再遷移出來。這兩種場景中，RISC-V都能夠在其中發揮很大的作用。

包云崗說到，如果用RISC-V處理器再加上AI加速器，把它集成到一顆芯片里，我們就沒有必要像今天這樣通過PCIe總線把數據做長距離的遷移，同時帶寬還受到影響。在一個芯片里帶寬會有數量級的提升，這些方式可以帶給我們很多創新。

中科院已經推出兩代香山處理器架構，包云崗介紹，基于“南湖”架構的第二代“香山”處理器在過去一年多時間里做了很多產品化改造。產品化改造就是要讓它從一個學術界的科研項目能夠走到讓企業用起來，中科院做前沿架構的探索，產品化改造工作由在北京開源芯片研究院聯合一批企業進行。

據透露，已經有一批企業基于“南湖”架構進行芯片研發。其中一家企業今年9月份芯片即將流片回來，還有一家企業會在下半年流片。未來還可以看到基于“南湖”的GPU芯片、高性能服務器芯片或者面向邊緣計算的SoC。

而“香山”最新一代“昆明湖”架構，根據最新的評估數據，SPECint2006 接近14分/GHz，而2021年ARM發布的服務器級高性能IP N2的IP分數大約15分。不過，在面積、功耗等方面還需要優化升級。

包云崗表示，我們希望“香山”能夠像開源的Linux一樣，Linux已經“活”了30年，今天成了操作系統領域里特別是服務器領域里首選。在RISC-V開放標準下，“香山”能和其他不同級別的處理器一起構建開源芯片生態，幫助企業更好地做產品，提高產品競爭力。

小結

從硬件到系統軟件再到應用的整個生態都需要不斷地完善。包云崗表示，硬件生態上不僅是RISC-V核的升級，還有外圍互聯技術的提升，對于RISC-V拓展到數據中心市場等都非常重要。軟件生態則更加復雜，無論是系統軟件還是應用軟件都面臨著移植等問題。而在應用層軟件上，原先安卓、Windows龐大的軟件數量，RISC-V如何去適配遷移。

當然，包云崗認為最好的發展方式是尋找增量市場的生態。在X86者是ARM還沒有形成主流的應用場景當中，RISC-V憑借其開放開源的特性迅速發展起來。而這樣的增量市場就包括智能汽車，有機會從自動駕駛領域切入形成新的生態，逐步再去影響其他傳統的生態。