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作者 ｜ 包永剛
編輯 ｜ 王川
未來有時候比人們的想象跑得更快。
正如劉慈欣在《三體》里寫道，人類是一個會發生“技術爆炸”的種族。
時代滾滾向前的車輪，不斷重塑人們對技術的認知。哪怕是點燃星星之火的人，都難以想象未來的野火燎原。
在1946年發明世界上第一臺通用計算機的莫克利和艾克特，無論如何也預料不到曾經用170平方米、30噸龐然巨物才能得到的算力，如今可以通過云計算輕松獲取。
1961年提出人工智能概念約翰·麥卡錫，也難以想象如今AI助手活躍在人們指尖的場景。
1990年代發明手機的馬丁·庫帕，也想不到，他研發的移動通訊工具有一天幾乎進化成了人類的“外置器官”，浸入生活的方方面面。
這些意料之外的背后，都圍繞著一個情理之中：底層處理器的演進。
20世紀末，Arm CPU進軍PC市場并不順利，但在轉向移動CPU市場并改變了商業模式之后，最終柳暗花明，成就了移動互聯網的繁榮。
21世紀初，在PC處理器市場風生水起的x86 CPU，意外的以性價比優勢打入了服務器市場促進了云計算的發展。
2010年，新興的指令集RISC-V在加州大學伯克利分校誕生，2014年國內第一批接觸RISC-V的人被RISC-V開源的特性吸引，但沒人知道RISC-V未來會如何發展。
阿里平頭哥的團隊在2014年接觸到RISC-V時，同樣對這個新興指令集商業化的前景持疑惑態度。認可開源理念的平頭哥，后來先驗證了RISC-V的技術能力，又證明了RISC-V的高性能。
2022年金秋，平頭哥帶著玄鐵C908沖入了RISC-V高能效CPU的藍海，要去邊緣AI市場探索了。
這是平頭哥的關鍵一戰，也會是RISC-V前進道路上的一個重要里程碑。
RISC-V會給科技行業帶來的“意外”，藏在RISC-V近幾年的發展里。
高能效藍海，RISC-V拿出兩大殺手锏
2014年，RISC-V還只活躍在少數技術愛好者的圈子里。“2014年時對于要不要全力投入RISC-V，我們也有些不確定。”平頭哥副總裁孟建熠說，“主要是擔心這個來自學術界的指令集能力是否足夠，也不清楚它功能的優勢在哪。”
這其實也是大部分對RISC-V持觀望態度的人的擔憂，但在開源的理念的號召力下，學術界的近一步研究，加上技術極客貢獻等的共同努力，2016年RISC-V傳入中國，開始引發關注。
2018年，早早就接觸到RISC-V的平頭哥也率先研發出首款RISC-V CPU——玄鐵E902，這是一款性能不高，主打低功耗特性CPU。這其實是平頭哥試水RISC-V的產品，在驗證了RISC-V的低功耗之后，平頭哥在一年后又推出了一款主頻性能可達2.5GHz的玄鐵C910，用RISC-V做高性能產品的能力也被驗證。
對RISC-V有了足夠的信心之后，2020年平頭哥又推出了更具成本優勢的玄鐵C906，這也是全球首個主頻超過1GHz的商用CPU。一年后平頭哥又推出了性能提升的玄鐵E907。
市場一直在期待Arm Cortex A55級別的高能效RISC-V產品一直缺位。
Cortex A55是Arm早在2017年就推出的產品，直到2022年，還有包括家電SoC、汽車MCU等諸多產品仍采用Cortex A55內核。這足以說明市場對高能效CPU的需求，于是在2022云棲大會上，平頭哥發布了最新一代高能效CPU玄鐵C908。
既然是后發的產品，想要在市場上成功，就必須有更吸引用戶的特性。
“玄鐵C908是現在玄鐵的家族里，能效最突出的產品。”孟建熠介紹，平頭哥從CPU整個架構以及AI能效兩個方面推動技術創新。
在擁有比同級別Arm A55有更高性能的同時，玄鐵C908的更高能效，以及原生支持AI是其在高能效藍海市場的兩大殺手锏。
數據顯示，玄鐵C908的主頻性能最高達2.0GHz，相比玄鐵C906性能提升40%，能效比提升24%，原生支持Vector 1.0，相比Cortex A55具有超過20%的能效優勢。
“RISC-V本身就有精簡的優勢，要在精簡的架構下進一步實現高能效，我們能做的事情就是把整個硬件電路設計得盡可能的簡化和巧妙，實現更加極致的能效比。”孟建熠說。
要實現高性能和高能效的CPU有很大的挑戰，平頭哥為了提升能效進行了多方面的創新，一方面選擇了9級雙發射流水線；另一方面，采用了指令融合技術，也就是把兩條指令變成一條執行；還有，通過內存帶寬的優化實現能效提升。
原生支持AI作為玄鐵C908實現差異化的殺手锏，也需要考慮能效。平頭哥基于標準Vector架構又做了擴展設計，支持新的Int4數據格式，使得玄鐵C908在原生支持AI的同時能兼顧高能效。
使用C908的客戶，如果對AI的算力需求是1TOPS以下，就不再需要單獨的NPU。這對于客戶而言，不僅免去了在市場上數十款NPU中選擇的煩惱，還能降低開發的難度。
不要小看1TOPS的AI算力，這個算力足以滿足當下大部分智能攝像頭的智能化需求，也能開發出近來比較受歡迎的AI掃描筆。
“一個新興的架構，肯定要找新興的市場和新興的應用。因為從市面產品最有發展空間的環節先率先突破，更容易形成規模化應用的示范。”孟建熠說。
使用電池供電，對AI有需求的產品，正是適合RISC-V高能效CPU率先突破的藍海，這一領域的智能化需求越來普及，但要在這一領域掘金，挑戰還是在生態。
差異化的技術之外，平頭哥還會提供一整套的解決方案，這也與Arm的方式有所不同，這讓用戶開發更加容易，也能進行更自由的選擇。
掘金邊緣AI四大金礦，生態是最強工具
玄鐵C908有非常明確的應用場景——智能交互、多媒體終端、AR/VR、無線通訊等。“玄鐵C908應該是我們中高端產品中量最大的一個產品。”孟建熠判斷。
市場對產品需求的迫切程度從商用化的速度就可以看出。雷峰網了解到，玄鐵C908已經有多個早期的用戶，其中一個就是同樣在RISC-V領域耕耘多年的嘉楠科技。嘉楠科技基于玄鐵C908正在開發一款定位中高端的立體的視覺AI的芯片。
想要將產品推向更廣闊的市場，就需要生態的繁榮。芯片與上層生態的關系就像是樹根與樹干樹枝的關系，只有芯片有足夠的能力，上層的軟件生態才能繁榮。
衡量一款處理器，不僅僅要看硬件，基礎軟件的能力也不可或缺，這已經是業界的共識。
“我們提供完備的開發工具，同時也在持續投入。今年，我們最重要的進步是已經有非常豐富的第三方商用工具的支持。也有越來越多的開源工具支持我們的處理器。”孟建熠介紹，“我們已經與一些生態中非常有影響力的公司的合作，同時有第三方商用和開源工具的支持會成為我們處理器的特點。“
同時商用和開源工具鏈的優勢就在于，更容易解決開發過程中遇到的問題。
比如，在RISC-V的生態中，調試的問題做的還不是很好，平頭哥已經有比較好的方案。平頭哥提供HHB的編譯工具，這個工具不僅能很好地使用玄鐵CPU的AI能力，也能很好的支持第三方的AI IP。
更上一層，平頭哥推出的跨平臺視頻視覺的應用框架TMedia，具有高彈性、高能效和高可擴展性的特性，更好支持客戶開發應用。
只有芯片底層的軟件工具依然不夠，還需要支持主流的操作系統。在低功耗的MCU市場，RISC-V的應用并不依賴軟件生態，這也是即便沒有成熟的生態RISC-V能出貨100億顆芯片的關鍵原因。
要在高能效的邊緣計算市場掘金，就繞不開軟件生態的問題。今年，整個RISC-V一個重大的進展是谷歌Android原生支持RISC-V處理器，Andriod有非常龐大且豐富的移動生態，Andriod原生支持RISC-V對于RISC-V在移動市場的應用又增加了新的空間。
“這具有標志性意義，谷歌Android接納RISC-V，就像是RISC-V正式進入Andriod生態的賽場，之前更像是在場外熱身。”孟建熠說。
實際上，Andriod支持RISC-V，平頭哥發揮了關鍵性作用。
除了移動生態，RISC-V也走向了更高性能的PC市場。2022年云棲大會上，平頭哥也宣布完成RISC-V與統信操作系統社區版本的首度適配，成功運行桌面環境及多款辦公、開發類軟件。
不止于此，就在不久前，基于高性能SoC原型“曳影1520”，平頭哥完成龍蜥操作系統的適配，這是全球首個RISC-V架構兼容云上操作系統。
從終端到PC端再到云端，平頭哥已完成RISC-V與RTOS、Yocto Linux、Android、龍蜥、統信deepin等國際主流和國產操作系統的深度適配。
這也意味著，平頭哥已經掃除了RISC-V開發者開發從端到云軟件系統適配的障礙，雖然接下來仍然有大量的工作要做，但至少已經開創性的邁出了第一步，為接下來RISC-V生態的繁榮，和應用的豐富，提供了良好的基礎。
“無論在通用計算還是資源受限的計算中，RISC-V的生態都已經建立了一定的基礎。” 中國軟件行業協會理事，嵌入式系統分會理事長何小慶認為。
孟建熠認為，RISC-V芯片出貨1000億顆的時候，RISC-V的生態那時應該已經基本建立，也能證明RISC-V架構頑強的生命力。
硬件逐步完備，軟件生態加速發展，RISC-V能有帶來怎樣讓人驚喜的應用，關鍵還在于把握RISC-V發展的方向。
RISC-V也要做5G模式
中國工程院院士倪光南在2022云棲大會上表示：“開源模式已從軟件領域走向硬件領域，RISC-V為我國掌握芯片產業發展主動權提供了機遇。中國要在全球開源領域中發揮應有的作用，為打破技術壟斷和推動世界協同創新，貢獻中國智慧、中國方案和中國力量。”
顯然，RISC-V的核心是開源，要把RISC-V的架構做穩定，需要不同公司從不同角度探索，否則架構就沒有生命力。這時候，能夠貢獻更多的機構或公司，對于RISC-V未來的發展也會起到更重要的作用。
這也是中國公司的機會。中國科學院計算技術研究所研究員包云崗認為，過去20多年，中國的CPU發展主要有兩種模式，一種是通過“引進-消化-吸收-再創新”的高鐵模式；一種是獨立構建技術體系，獨立建設產業生態的北斗模式。
“近年來，出現了第三種模式——5G模式，國內越來越多的企業自發地選擇開放指令集RISC-V，參與RISC-V全球生態建設，通過融入國際生態、兼容國際標準、打造國際優勢。”包云崗表示。
在CPU的5G模式下，更需要中國公司積極參與RISC-V標準的制定，為RISC-V社區貢獻更多。
“在理念、公司規模、人才等條件的限制下，國內RISC-V公司相比國外許多公司無論是投入還是對開源社區的貢獻相對都更少。”多位RISC-V業界的人士都對雷峰網(公眾號：雷峰網)說。
“我們的軟件團隊慢慢走出了一條路，會在軟件上有一定的貢獻，我們慢慢會有這樣的一套體系，這套體系的投入很大。我們也呼吁國內的公司也加大在RISC-V領域的投入。”孟建熠說。
據悉，平頭哥是RISC-V國際基金會董事會成員，領導基金會中的數據中心、存儲管理、安卓、安全等11個技術方向，重要性及數量居世界前列、中國機構首位。
正如x86和Arm在發展的歷程中都遇到了意外，當下還沒有人能知道RISC-V能給世界帶來怎樣的驚喜，但只有在標準制定和生態發展中有更大的貢獻，才更有機會創造歷史。
阿里巴巴正在形成的端云一體的豐富生態，是否會帶來一些革命性的變化？
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