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倪光南院士:以RISC-V為核心,中國芯或將迎來新一波的機遇期

8月30日,中國工程院院士倪光南在2019世界人工智能大會分論壇上指出,隨著雲計算、大數據等技術不斷地進步,以及更廣泛地應用,開源軟件的發展會更快。以RISC-V為核心的開源芯片,在未來很可能成為世界主流的CPU之一,與x86、Arm在CPU領域形成三分天下的格局,中國芯片產業或將迎來新一波的機遇期。

2018年4月的中興事件,讓越來越多的半導體業者意識到了"缺芯少魂"的緊迫性,倪光南也再度因為芯片危機走向臺前,呼籲業界堅持走自主研發、自主可控的道路,方才能確保中國芯片產業持續且穩健地發展。

在全球,基於x86架構和基於Arm架構的CPU一直佔據著很大的市場。倪光南稱,CPU芯片和操作系統是網信領域最為基礎的核心技術,中國在該領域仍很容易受制於人,常被說成是“缺芯少魂"。但實踐又表明,每一種CPU芯片在市場競爭中要能取得成功,在很大程度上要有強大的生態系統作為支撐。

x86 CPU的歷史很長,到今天,x86 CPU的生態系統已十分成熟,在桌面和服務器市場均佔據壟斷地位,被英特爾和AMD兩家美國芯片廠商所把持。而基於Arm架構的CPU,歷史也較長,Arm CPU的生態同樣非常成熟,在全球移動和嵌入式等設備市場佔壟斷地位,其他公司要向Arm公司購買授權許可。

從大的環境,以及中興、華為事件中,業界應該吸取教訓:在涉及到國家安危和重要的經濟金融系統在保證信息安全的基礎上還應保證運營的安全,從芯片到整機,從系統到軟件的全面國產化。另外,產業界也要逐步使用國產CPU替代英特爾、AMD、Arm等國外廠商,使用國產操作系統替換安卓和微軟Windows操作系統。而RISC-V的問世,為中國CPU實現自主可控創造了條件。

在倪光南院士看來,RISC-V因為具有極簡、統一、模塊化、可擴展、低功耗、高性能等優勢,在芯片行業表現出了後來居上的勢頭。

一方面,Arm面向客戶推行的收費商業模式,在成本上與RISC-V相比有很大的劣勢。依託於RISC-V的開源性,芯片廠商可大大降低成本。以28nm製程研製一款基於Arm的SoC芯片為例,芯片的成本結構:首先須向Arm支付一次性的入門費,另外IP或指令集架構的授權費用也必須額外收取;就Arm架構而言,指令集架構授權一次可能要上千萬美元,反而IP授權要便宜些,可能從數十萬到百萬美元之間;在設計階段所需要使用到的EDA工具,版權費也要超過百萬美元;而內存控制器、PCle控制器等外圍IP費用往往也要高達上百萬美元;流片費用則由芯片的面積大小決定,一次流片至少也需要數十萬美元。

不難算出,一顆芯片從設計到成品階段,所需要的資金投入其實已經超過上千萬美元。倪光南也說,"開源使得芯片設計門檻大大降低,甚至於3到5個人的小團隊在3到4個月內,只需幾萬元人民幣就能研製出一款有競爭力的芯片,十分適應於中小企業創業。”

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倪光南院士:以RISC-V為核心,中國芯或將迎來新一波的機遇期

8月30日,中國工程院院士倪光南在2019世界人工智能大會分論壇上指出,隨著雲計算、大數據等技術不斷地進步,以及更廣泛地應用,開源軟件的發展會更快。以RISC-V為核心的開源芯片,在未來很可能成為世界主流的CPU之一,與x86、Arm在CPU領域形成三分天下的格局,中國芯片產業或將迎來新一波的機遇期。

2018年4月的中興事件,讓越來越多的半導體業者意識到了"缺芯少魂"的緊迫性,倪光南也再度因為芯片危機走向臺前,呼籲業界堅持走自主研發、自主可控的道路,方才能確保中國芯片產業持續且穩健地發展。

在全球,基於x86架構和基於Arm架構的CPU一直佔據著很大的市場。倪光南稱,CPU芯片和操作系統是網信領域最為基礎的核心技術,中國在該領域仍很容易受制於人,常被說成是“缺芯少魂"。但實踐又表明,每一種CPU芯片在市場競爭中要能取得成功,在很大程度上要有強大的生態系統作為支撐。

x86 CPU的歷史很長,到今天,x86 CPU的生態系統已十分成熟,在桌面和服務器市場均佔據壟斷地位,被英特爾和AMD兩家美國芯片廠商所把持。而基於Arm架構的CPU,歷史也較長,Arm CPU的生態同樣非常成熟,在全球移動和嵌入式等設備市場佔壟斷地位,其他公司要向Arm公司購買授權許可。

從大的環境,以及中興、華為事件中,業界應該吸取教訓:在涉及到國家安危和重要的經濟金融系統在保證信息安全的基礎上還應保證運營的安全,從芯片到整機,從系統到軟件的全面國產化。另外,產業界也要逐步使用國產CPU替代英特爾、AMD、Arm等國外廠商,使用國產操作系統替換安卓和微軟Windows操作系統。而RISC-V的問世,為中國CPU實現自主可控創造了條件。

在倪光南院士看來,RISC-V因為具有極簡、統一、模塊化、可擴展、低功耗、高性能等優勢,在芯片行業表現出了後來居上的勢頭。

一方面,Arm面向客戶推行的收費商業模式,在成本上與RISC-V相比有很大的劣勢。依託於RISC-V的開源性,芯片廠商可大大降低成本。以28nm製程研製一款基於Arm的SoC芯片為例,芯片的成本結構:首先須向Arm支付一次性的入門費,另外IP或指令集架構的授權費用也必須額外收取;就Arm架構而言,指令集架構授權一次可能要上千萬美元,反而IP授權要便宜些,可能從數十萬到百萬美元之間;在設計階段所需要使用到的EDA工具,版權費也要超過百萬美元;而內存控制器、PCle控制器等外圍IP費用往往也要高達上百萬美元;流片費用則由芯片的面積大小決定,一次流片至少也需要數十萬美元。

不難算出,一顆芯片從設計到成品階段,所需要的資金投入其實已經超過上千萬美元。倪光南也說,"開源使得芯片設計門檻大大降低,甚至於3到5個人的小團隊在3到4個月內,只需幾萬元人民幣就能研製出一款有競爭力的芯片,十分適應於中小企業創業。”

倪光南院士:以RISC-V為核心,中國芯或將迎來新一波的機遇期

另一方面,RISC-V允許任何用戶自由修改,從而能滿足量身定製的需求。反觀Arm核,在可定製化的彈性空間有限。

倪光南強調,Arm指令集設計時間較早,在設計之初對於可擴展性的設計不夠完美,而且經過多代設計後背上了歷史包袱,指令集已經非常複雜,技術上難以定製。此外,Arm的授權方式也不鼓勵定製化,Arm架構授權模式雖然在一定程度上允許定製化,但是收費極其高昂,只有像華為等少數大廠才有能力使用。

“開源軟件有利於實行引進消化吸收再創新,國產操作系統大多都是基於開源軟件發展起來的。未來基於開源指令集的RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一,從而在CPU領城形成英特爾、Arm、RISC-V三分天下的格局。"倪光南說出了中國芯片產業所追求的目標。

在如此的大變革中,許多的國產廠商希望在半導體產業中實現彎道超車的目的,都積極投入到了RISC-V當中,希望藉此繞過英特爾與Arm兩座大山。比如說,小米旗下的華米科技,阿里巴巴旗下的平頭哥,兆易創新與芯來科技都率先邁出了一大步。

與x86、Arm比較,RISC-V雖然在技術上有著優異的天然屬性,但生態缺陷令業界質疑RISC-V架構能否長遠立足,尤其在軟件生態,國內還沒有大型生態的成功案例。

倪光南稱,RISC-V應用風險主要表現在生態體系不夠成熟、碎片化以及專利。就以碎片化來說,由於RISC-V採取的BSD許可證,是一個廣泛使用且標準十分寬鬆的開源軟件協議。因此,“BSD是比較寬鬆的許可證,沒有任何要求,你可以開源也可以不開源,對於商業化、產業化非常方便。但是也帶來一個隱患,可能形成碎片化。因此,有利、有弊,需要協調。”

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倪光南院士:以RISC-V為核心,中國芯或將迎來新一波的機遇期

8月30日,中國工程院院士倪光南在2019世界人工智能大會分論壇上指出,隨著雲計算、大數據等技術不斷地進步,以及更廣泛地應用,開源軟件的發展會更快。以RISC-V為核心的開源芯片,在未來很可能成為世界主流的CPU之一,與x86、Arm在CPU領域形成三分天下的格局,中國芯片產業或將迎來新一波的機遇期。

2018年4月的中興事件,讓越來越多的半導體業者意識到了"缺芯少魂"的緊迫性,倪光南也再度因為芯片危機走向臺前,呼籲業界堅持走自主研發、自主可控的道路,方才能確保中國芯片產業持續且穩健地發展。

在全球,基於x86架構和基於Arm架構的CPU一直佔據著很大的市場。倪光南稱,CPU芯片和操作系統是網信領域最為基礎的核心技術,中國在該領域仍很容易受制於人,常被說成是“缺芯少魂"。但實踐又表明,每一種CPU芯片在市場競爭中要能取得成功,在很大程度上要有強大的生態系統作為支撐。

x86 CPU的歷史很長,到今天,x86 CPU的生態系統已十分成熟,在桌面和服務器市場均佔據壟斷地位,被英特爾和AMD兩家美國芯片廠商所把持。而基於Arm架構的CPU,歷史也較長,Arm CPU的生態同樣非常成熟,在全球移動和嵌入式等設備市場佔壟斷地位,其他公司要向Arm公司購買授權許可。

從大的環境,以及中興、華為事件中,業界應該吸取教訓:在涉及到國家安危和重要的經濟金融系統在保證信息安全的基礎上還應保證運營的安全,從芯片到整機,從系統到軟件的全面國產化。另外,產業界也要逐步使用國產CPU替代英特爾、AMD、Arm等國外廠商,使用國產操作系統替換安卓和微軟Windows操作系統。而RISC-V的問世,為中國CPU實現自主可控創造了條件。

在倪光南院士看來,RISC-V因為具有極簡、統一、模塊化、可擴展、低功耗、高性能等優勢,在芯片行業表現出了後來居上的勢頭。

一方面,Arm面向客戶推行的收費商業模式,在成本上與RISC-V相比有很大的劣勢。依託於RISC-V的開源性,芯片廠商可大大降低成本。以28nm製程研製一款基於Arm的SoC芯片為例,芯片的成本結構:首先須向Arm支付一次性的入門費,另外IP或指令集架構的授權費用也必須額外收取;就Arm架構而言,指令集架構授權一次可能要上千萬美元,反而IP授權要便宜些,可能從數十萬到百萬美元之間;在設計階段所需要使用到的EDA工具,版權費也要超過百萬美元;而內存控制器、PCle控制器等外圍IP費用往往也要高達上百萬美元;流片費用則由芯片的面積大小決定,一次流片至少也需要數十萬美元。

不難算出,一顆芯片從設計到成品階段,所需要的資金投入其實已經超過上千萬美元。倪光南也說,"開源使得芯片設計門檻大大降低,甚至於3到5個人的小團隊在3到4個月內,只需幾萬元人民幣就能研製出一款有競爭力的芯片,十分適應於中小企業創業。”

倪光南院士:以RISC-V為核心,中國芯或將迎來新一波的機遇期

另一方面,RISC-V允許任何用戶自由修改,從而能滿足量身定製的需求。反觀Arm核,在可定製化的彈性空間有限。

倪光南強調,Arm指令集設計時間較早,在設計之初對於可擴展性的設計不夠完美,而且經過多代設計後背上了歷史包袱,指令集已經非常複雜,技術上難以定製。此外,Arm的授權方式也不鼓勵定製化,Arm架構授權模式雖然在一定程度上允許定製化,但是收費極其高昂,只有像華為等少數大廠才有能力使用。

“開源軟件有利於實行引進消化吸收再創新,國產操作系統大多都是基於開源軟件發展起來的。未來基於開源指令集的RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一,從而在CPU領城形成英特爾、Arm、RISC-V三分天下的格局。"倪光南說出了中國芯片產業所追求的目標。

在如此的大變革中,許多的國產廠商希望在半導體產業中實現彎道超車的目的,都積極投入到了RISC-V當中,希望藉此繞過英特爾與Arm兩座大山。比如說,小米旗下的華米科技,阿里巴巴旗下的平頭哥,兆易創新與芯來科技都率先邁出了一大步。

與x86、Arm比較,RISC-V雖然在技術上有著優異的天然屬性,但生態缺陷令業界質疑RISC-V架構能否長遠立足,尤其在軟件生態,國內還沒有大型生態的成功案例。

倪光南稱,RISC-V應用風險主要表現在生態體系不夠成熟、碎片化以及專利。就以碎片化來說,由於RISC-V採取的BSD許可證,是一個廣泛使用且標準十分寬鬆的開源軟件協議。因此,“BSD是比較寬鬆的許可證,沒有任何要求,你可以開源也可以不開源,對於商業化、產業化非常方便。但是也帶來一個隱患,可能形成碎片化。因此,有利、有弊,需要協調。”

倪光南院士:以RISC-V為核心,中國芯或將迎來新一波的機遇期

業內人士表示,在國內,產業界要建立RISC-V生態,還有很長的一段路要走。但現階段RISC-V生態不完善並不是RISC-V發展的障礙。因為新生架構的生態不可能一開始就很完善,只有足夠的應用案例打磨,才能造就相對完善的生態與成熟的架構。

RISC-V基金會亞太區副祕書長郭雄飛就認為,只有RISC-V MCU大規模量產,開發者真正隨手可得,相應的軟件生態才能大規模爆發。

倪光南還提醒,美國出口管制法理論上可適用於代碼託管平臺,這樣下載和上傳代碼也屬於美國出口管制的範圍,後續x86和Arm都會涉及這一問題。"從這一角度來說,基於RISC-V可滿足自主可控的需求,未來應藉助基金會或聯盟增強國內的話語權,應對未來的不確定性。”

當前國內已發佈了首個RISC-V支持政策並先後成立了中國RISC-V產業聯盟以及中國開放指令生態RISC-V聯盟,吸引了包括紫光展銳、華大、晶晨等百餘家企業加入,以及復旦、交大等十餘家大學和科研枳構參與。

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