关于开放源代码:全开源对标树莓派来势汹汹的-RISCV-能否打破芯片领域的行业垄断

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技术编辑:徐九丨发自 思否编辑部

往年 7 月,RISC-V 国内开源实验室(RIOS)公布了首个可运行 Linux 零碎的 RISC-V 架构微型计算机 PicoRio,成为继树莓派之后又一款开源的微型计算机系统。

但不同之处在于,PicoRio 抉择的是全开源模式。也就是说 PicoRio 从 CPU 设计、PCB 电路板设计,再到操作系统外围软件将全副开源。

该产品的公布引起了寰球开发者的关注,并认为这将有可能帮忙 RISC-V 突破 X86 和 ARM 在芯片市场的垄断,让开源在硬件畛域施展更大的价值。

那么 PicoRio 到底是个什么货色?全开源的意义在那儿?真的能帮忙 RISC-V 在 CPU 畛域解围么?我国芯片企业纷纷押注的 RISC-V 在当初的国内状况下真的能始终保持中立、开源么?

先行者树莓派和破局者 RISC-V

尽管开源硬件早在上世纪 60 年代就曾经有了,但开源硬件自身的老本和技术门槛决定了它难堪的地位。

在 80 年代开源静止前后,越来越多的硬件制造商开始对本人的硬件产品闭源。从商业的角度上剖析,闭源对于他们的益处的确更显著。直到明天,大部分的硬件厂商也依然采取这一策略。

2012 年,搭载着标准化硬件接口的树莓派凭借着高价、开源以及极强的可拓展性取得了迅速的倒退,一举成为寰球最受关注的开源硬件,也让开源硬件走入了公众的视线。截止去年年底,树莓派的寰球销量超过了 3000 万件,因为每一代应用的均是 ARM 架构处理器,所以对 Arm 生态的成熟、甚至嵌入式零碎的倒退其实也有着重大的意义。

但事件总是要分两面来剖析的。

咱们都晓得,目前寰球的 CPU 市场简直被 X86 和 ARM 两大架构垄断,开源硬件畛域也是如此。尽管是开源硬件,但 ARM 等商业芯片供应商依然会对应用其专利者收取较高的许可费用,并且也要求签订相干的窃密协定,很多的设计长处也不会披露给客户,即使付了受权费,指令集也十分复杂。

在这个大背景下,一套名为 RISC-V 的全新指令集在 2010 年诞生了。

RISC-V 的领导者之一是图灵奖得主大卫·帕特森传授(David Patterson),他曾在 80 年代参加制作了 RISC 指令集。为了解决 应用商业芯片面临的问题,他联结了一些资金较少的小公司和钻研人员,为各自特定的需要,开发本人的芯片,并要求对相干的指令集以及芯片设计进行开源。

尽管这不是第一个开源指令集,但它具备重要意义,因为其设计使其实用于古代计算设施(如仓库规模云计算机、高端移动电话和渺小嵌入式零碎)。设计者思考到了这些用处中的性能与功率效率。该指令集还具备泛滥反对的软件,这解决了新指令集通常的弱点。

齐全开源的 RISC-V 很快便受到了寰球芯片开发者的关注。2016 年初,非盈利组织 RISC-V 基金会正式成立,随着我的项目的倒退以及互联网、物联网的倒退,RISC-V 的劣势进一步失去体现,截止目前寰球曾经有超过 150 个组织退出,包含谷歌、华为、英伟达、高通、麻省理工学院、普林顿大学、印度理工学院、中科院计算所等知名企业和高校机构。

往年 7 月,RISC-V 国内开源实验室(RIOS:RISC-V International Open Source Lab)公布了 PicoRio,对标的就是曾经十分胜利的树莓派,RIOS 心愿借 PicoRio 带动 RISC-V 生态的倒退,推动 RISC-V 的迅速遍及。

PicoRio 的劣势与意义

PicoRio 的指标是可提供工业级的开源 IP 和开源软件,与树莓派相比,PicoRio 最大的特点无疑是其开源得更加彻底 —— 从 CPU 设计、PCB 电路板设计,再到操作系统外围软件将全副开源。

此外,在和树莓派价格根本持平的根底上 PicoRio 具备更低的功耗,依据材料显示,树莓派目前待机状态功耗为 3.4 瓦,在沉闷状态下功耗为 7.6 瓦;而 PicoRio 的指标则是将待机功耗管制在 0.05 瓦内,沉闷功耗管制在 0.5 瓦以内。作为工业级的产品,这个功耗劣势非常明显了。

除高质量工业级的开源 IP 之外,PicoRio 还将提供开源的参考 SoC 设计,以及详尽的集成文档。在软件方面,PicoRio 设计了一个整体软件架构,具备丰盛的操作系统环境以及其余程序的反对,因而领有一个弱小的软件生态。

在近期的采访中,RIOS 联结主任谭章熹示意,构建 PicoRio 这样一个开源的硬件平台,将对 RISC-V 的推广带来十分踊跃的作用。

PicoRio 的公布,标记着 RIOS 实验室进入了理论产出的阶段。以产品正式公布后这一个月的市场反馈来看,很多业内的意识都认为 PicoRio 的倒退能帮忙 RISC-V 突破 X86 和 Arm 在寰球的垄断位置。

中国凋谢指令生态联盟理事长倪光南也曾示意:

“RISC-V 是十分好的,除了它自身的技术价值以外,它的凋谢个性决定了能够很容易的进行产业化。中国的新一代信息技术,比方大数据、5G、物联网、VR、边缘计算都能够尝试采纳 RISC-V,全世界都晓得中国的产品很便宜,性价比很好,大家都用,那么基于 RISC-V 的 CPU 将会在世界范畴内成为支流。”

国内芯片企业纷纷押注,RISC-V 是否撑住开源的大旗?

2018 年,中国凋谢指令生态(RISC-V)联盟成立,联盟发动单位包含中科院计算所、北京大学、清华大学、阿里、百度、中芯国内等近 20 家国内钻研机构和企业,由中国工程院院士倪光南负责理事长。

自国内鼎力推动 RISC-V 以来,国内很多科技公司都基于 RISC-V 架构推出了自研的芯片产品,致力于突破国外长久以来在芯片畛域的技术垄断。

阿里巴巴旗下的中天微曾经推出反对 RISC-V 第三代指令系统架构处理器 CK902,平头哥推出了使用 12 nm 工艺,搭载 16 个外围的 RISC-V 处理器玄铁 910;华米科技 2017 年启动 RISC-V 芯片研发打算,2018 年公布了基于 RISC-V 开源指令集打造的可穿戴处理器黄山 1 号;睿思芯科的 Pygmy 是面向 AIOT 的 RISC-V 多核异构 AI SOC,可利用于智能语音、智能玩具、机器人、工业视觉、可穿戴等利用场景。

但随着近几年国际局势的变动,在我国蓬勃发展的 RISC-V 也感触到了来自美国政府的压力。为了持续放弃我的项目的中立,RISC-V 基金会于 2020 年 3 月将位于美国的总部迁往中立国瑞士。

RISC-V 首席执行官 Calista Redmond 在承受采访时示意,“心愿确保美国以外的大学、政府和公司能够帮忙开发 RISC-V 这一开源技术。自创立以来,中国公司就能够应用 RISC-V 架构,该架构是公开可用的。”

Calista 示意该基金会的寰球单干迄今尚未遇到任何限度,但成员“对可能的地缘政治毁坏感到担心”。她解释:“在世界各地,咱们都据说‘如果公司不在美国,咱们会更自在’。”

倒退迅速,但商业化难题仍需解决

作为新兴的开源芯片架构,RISC-V 目前其实还处在一个高级的阶段,但得益于其始终保持凋谢治理的开源准则,很快吸引了大量科技巨头的进驻,所以生态建设倒退很快,但关注一下它的商业化推动,可能仍处于摸索阶段。

睿思芯科副总裁王卫在近期的采访中提出了一个观点:

“(RISC-V)次要的挑战在于,CPU 畛域不是靠本人单打独斗,还须要更多生态环境的配合,包含编译器、工具链等,须要更多的搭档参加生态的建设,RISC-V 晚期产生和倒退都是在国外,倒退节奏里,国内合作是十分要害的。作为新的指令集,RISC-V 当初在晚期阶段,生态环境不够残缺。在倒退初期,次要是一些软件生态环境的成熟性和丰富性,须要肯定工夫倒退,然而在特定的边缘应用领域对这个依赖度没有那么高,倒退的会更好一些。”

尽管咱们总是说“让技术的归技术,商业的归商业”,但商业化其实是一个很简单的问题,很多问题不是技术好、开源齐全就能解决的,要害还是要技术和产品能不能在市场落地。

x86 和 ARM 凭借多年来的倒退以及行业位置,曾经和产业链中上下游的大部分外围合作伙伴建设了深度的单干关系,如果想要取得这些企业的反对与信赖,RISC-V 可能还有很长的路要走。

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