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本文作者: 吳優(yōu) | 2022-05-31 10:13 | 專題:2022年人物群像作品 |
一、如獲至寶的技術(shù)愛好者與未雨綢繆的學(xué)院正規(guī)軍
2015年秋天,對開源芯片設(shè)計有極大興趣的郭雄飛利用歐洲旅游的間隙參加了在瑞士舉辦的Open RISC開發(fā)者和用戶大會(ORConf 2015)并做了一個簡單的演講。
參會的原本目的是打算和歐亞大陸另一端的開發(fā)者討論和交流OpenRISC相關(guān)的技術(shù),但沒想到在這次會議上接觸到了從加州伯克利來介紹RISC-V的團隊。會后他才突然意識到,RISC-V或許是他正在尋找的比OpenRISC更好的開源指令集,RISC-V似乎只用短短4年就已經(jīng)做到OpenRISC十幾年沒做到的成績。
歐洲之旅結(jié)束之后,他經(jīng)常利用自己的業(yè)余時間了解相關(guān)的信息并且做了一些實踐和嘗試。從此,RISC-V這顆種子就在他心里埋下了。
郭雄飛的知乎賬號介紹自稱為“開源非狂熱愛好者”,對開源CPU的興趣由來已久。在他大三曾寫過一個8-bit RISC CPU,項目的名字叫“MTM多線程處理器”,為此他還設(shè)計了專門的LOGO和完整的ISA手冊,將其開源到網(wǎng)上,還參加了OpenHW開源硬件大賽。憑著做這個項目的積累,本科學(xué)的是計算機專業(yè)的郭雄飛畢業(yè)后找到了Digital IC工程師的工作,圓了他去做芯片的夢想。
1980年代初,加州大學(xué)伯克利分校的David Patterson、斯坦福大學(xué)的John L. Hennessy等學(xué)者開始嘗試對傳統(tǒng)的CISC(Cpmplex Instruction Set computing,復(fù)雜指令集)進行精簡,這也導(dǎo)致了RISC(Reduced Instruction Set computing,精簡指令集)的誕生,而信息技術(shù)史上影響深遠的CISC與RISC之爭也由此掀開序幕。
(David Patterson與John Hennessy與他們合著的《計算機體系架構(gòu):量化研究方法》,約拍攝于1991年,照片來源:ACM)
而RISC精簡指令的設(shè)計方法也得到了廣泛認可,學(xué)術(shù)界已經(jīng)普遍認為RISC代替CISC成為主流,產(chǎn)業(yè)界也有Intel采用RISC架構(gòu)的Pentium處理器。與x86和MIPS并稱“三大芯片架構(gòu)”的 ARM,也是由RISC衍生而來。
更為靈活簡便的RISC也與后來的芯片開源浪潮有著千絲萬縷的關(guān)系。2000年前后,繼開源運動在操作系統(tǒng)(Linux)和應(yīng)用軟件(Mozilla)兩個領(lǐng)域大獲好評后,開源的春風也吹到了芯片領(lǐng)域。這一波芯片開源浪潮擁有著廣泛的用戶基礎(chǔ),既有出生草根、由開源組織OpenCores提供的OpenRISC,也有出生豪門、基于Sun提出的SPARC架構(gòu)衍生的LEON和OpenSPARC,開源芯片前途似乎一片光明。
2010年誕生的RISC-V則是芯片開源第二浪的代表。彼時,加州大學(xué)伯克利分校的研究團隊正在準備啟動一個新項目,需要選擇合適的處理器指令集,在對Arm、MIPS、SPARC、x86等多個指令集進行一番仔細分析之后,發(fā)現(xiàn)這幾款較為主流的指令集不僅存在知識產(chǎn)權(quán)問題,設(shè)計還越來越復(fù)雜,于是該研究團隊索性組建了一個臨時小組,從零開始設(shè)計了一套全新的指令集。
幾個月后,一套全新的指令集架構(gòu)雛形誕生了,命名為RISC-V,即第五代精簡指令集計算機。
RISC-V很早就確定了開源的路子,這多少也與伯克利是激進主義與自由運動的根據(jù)地有關(guān)。不過,當時不少學(xué)術(shù)界認為RISC-V毫無技術(shù)創(chuàng)新,這不應(yīng)該是伯克利教授們做的事情,因此很難在一級學(xué)術(shù)會議上露面, 直到伯克利研究團隊將RISC-V從概念推進到原型芯片,以及在2015年成立非盈利組織RISC-V基金會,舉辦一場又一場RISC-V相關(guān)的技術(shù)研討會,RISC-V才逐漸走進大家的視野。
正因如此,日后與RISC-V結(jié)緣的CPU技術(shù)愛好者們,或多或少都是在相關(guān)會議上初識RISC-V。
在這一時期與RISC-V結(jié)緣的技術(shù)愛好者還包括郭雄飛的同城伙伴、自稱“亞歷山大硅農(nóng)”的上海交大畢業(yè)生胡振波。胡振波畢業(yè)之后進入美滿電子,負責ARM處理器的開發(fā),之后進入新思科技擔任ARC CPU研發(fā)經(jīng)理,在同CPU打交道的過程中胡振波愈發(fā)覺得CPU主要靠生態(tài)存活,其他架構(gòu)都比拼不過ARM的強大生態(tài)。如果繼續(xù)在CPU這行干下去,很難取得新突破。
于是在2016年,胡振波黯然離開CPU行業(yè),轉(zhuǎn)身進入AI行業(yè)。
入行AI的第三個月,胡振波尚未完成從CPU到AI的轉(zhuǎn)型,一次偶然與RISC-V的親密接觸,又勾起了胡振波內(nèi)心對CPU的向往。
“沒想到世界上已經(jīng)有開放的CPU架構(gòu)了。這個生態(tài)不屬于一家公司,而是屬于全人類,那么生態(tài)壟斷不就打破了嗎?既實現(xiàn)了通用生態(tài),又實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控?!焙癫@嘆,為這一開源開放的指令集拍手叫好。
正如胡振波所言,RISC-V與之前其他開源CPU架構(gòu)最大的區(qū)別之處在于“不屬于一家公司”的獨特生態(tài),從而擺脫了架構(gòu)背后的公司興衰或短期經(jīng)營目標的影響。以O(shè)penRISC為例,其式微的原因就是OpenCores社區(qū)的母公司ORSoC AB在2015年出于盈利考慮將業(yè)務(wù)重心轉(zhuǎn)移至礦機,雖然后來離開OpenCores的OpenRISC團隊也效仿RISC-V組建了基金會,但已無力與已經(jīng)成長起來的RISC-V抗衡。
這一時期拋棄OpenRISC、轉(zhuǎn)向RISC-V的還有中科院計算所研究員張磊。2015年之前,張磊等人就已經(jīng)開始接觸OpenRISC,與歐洲的朋友們一起共建OpenRISC的生態(tài)。當時RISC-V技術(shù)研討會尚未開到中國,但張磊就已經(jīng)對RISC-V略知一二。
計算所是國內(nèi)最早接觸RISC-V的科研單位。2014年的時候,計算所團隊正在緊張從事中科院未來信息技術(shù)先導(dǎo)項目研究,其中處理器創(chuàng)新是重要方向。此時伯克利RISC-V團隊發(fā)布了一篇技術(shù)報告“Instruction Sets Should Be Free: The Case For RISC-V”,這篇報告的理念與計算所很一致,在徐志偉研究員的建議下,張磊、包云崗等做體系結(jié)構(gòu)研究的年輕研究員開始重點關(guān)注RISC-V。
此時在加州大學(xué)伯克利分校做博士后研究的錢學(xué)海也希望將這篇報告翻譯成中文。伯克利RISC-V團隊為了保證翻譯質(zhì)量,特地讓David Patterson之前的博士生譚章熹來幫把關(guān)。譚章熹在錢學(xué)海翻譯稿的基礎(chǔ)上重新改了一遍后,錢學(xué)海便將這份報告推薦給了在計算所讀研究生時的學(xué)長包云崗,希望包云崗能幫安排在國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。
2014年下半年,包云崗收到了錢學(xué)海發(fā)來的《指令系統(tǒng)應(yīng)該免費:RISC-V的案例》的中文翻譯稿,并推薦給了自己擔任專欄編委的《中國計算機學(xué)會通訊》。文章很快于2015年2月發(fā)表。雖然這篇文章沒有得到廣泛關(guān)注,但卻使得包云崗團隊“近水樓臺先得月”,轉(zhuǎn)向用RISC-V實現(xiàn)標簽化體系結(jié)構(gòu),成為國內(nèi)最早將體系結(jié)構(gòu)前沿研究全面轉(zhuǎn)到了RISC-V平臺的團隊之一。
中科院計算所是國產(chǎn)芯片自主研發(fā)的排頭兵,但無論是OpenRISC、SPARC還是RISC-V,在當時的計算所大概只能算是“非主流”,國產(chǎn)芯片項目“龍芯”所采用的是MIPS架構(gòu)。
MIPS的最大競爭對手是同屬RISC家族的ARM。被學(xué)術(shù)界認為“更優(yōu)雅”的MIPS在移動時代輸給ARM,除了反應(yīng)遲緩?fù)?、其“核(IP)授權(quán)高于架構(gòu)授權(quán)”的定價策略也是重要原因之一。這一模式允許有能力的公司使用MIPS指令集開發(fā)自己的CPU,也可以根據(jù)需求生成所需要的微架構(gòu)和指令集,這正是中科院計算所所需要的。
計算所選擇MIPS的另一個原因是啟動“龍芯”項目的2001年,ARM比MIPS更加弱小但架構(gòu)授權(quán)昂貴,MIPS架構(gòu)授權(quán)容易獲得且當時軟硬件生態(tài)比ARM豐富,因此MIPS架構(gòu)成為了計算所的最佳選擇。2009年,計算所正式購買了MIPS的永久性結(jié)構(gòu)授權(quán),在MIPS衰落后, MIPS公司卻在2021年宣布放棄原有架構(gòu)加入RISC-V。
在使用MIPS架構(gòu)開發(fā)“龍芯”的同時,計算所還對其他CPU架構(gòu)保持關(guān)注。計算所經(jīng)常邀請專家來所內(nèi)做學(xué)術(shù)報告,第一場關(guān)于RISC-V的報告演講人是得克薩斯大學(xué)的John Leidel教授,時間在2015年9月2日,基本與RISC-V基金會成立同步。
(張磊在第四屆RISC-V國際研討會上作報告。照片來源:中科院計算所)
這場報告加速了計算所向RISC-V的靠攏。2016年7月,第四屆RISC-V國際研討會在MIT召開,張磊在大會上做了相關(guān)報告。他也積極推動中科院計算所成為RISC-V國際基金會的創(chuàng)始成員,成為國內(nèi)最早加入基金會的組織。
“2016年,業(yè)界普遍還不是很了解RISC-V到底是什么。”張磊告訴雷峰網(wǎng)。
這里的普遍,當然不包括譚章熹。為增加對RISC-V的了解,2016年底,計算所又安排了第二個RISC-V的學(xué)術(shù)報告,報告人正是當時已經(jīng)擔任RISC-V基金會董事的譚章熹。
無論是加入RISC-V基金會還是請來譚章熹做報告,都表明了計算所對RISC-V在戰(zhàn)略上的重視。而從學(xué)術(shù)研究的角度,往往是新的領(lǐng)域才更好發(fā)有影響力的論文或者出成果,這也是張磊和包云崗等“學(xué)術(shù)派”早早介入RISC-V的原因。
二、天時、地利、人和,三大流派三分天下
譚章熹是北京人,父母都是清華大學(xué)的老師。作為David Patterson關(guān)門弟子、中國大陸招收的唯一系統(tǒng)架構(gòu)學(xué)生,早在2009年RISC-V尚未出現(xiàn)時,譚章熹就已經(jīng)在Patterson的安排下,帶著一群學(xué)弟研發(fā)一種被稱之為SPARC的處理器,實現(xiàn)并行計算并增加指令做加速器,但SPARC的問題之多,使得譚章熹所帶的團隊不得不根據(jù)自己的需求重新做一套ISA,而這套ISA正是如今的RISC-V。
(David Patterson(左)與譚章熹(右)的合影 照片來源:譚章熹)
譚章熹本來是這個團隊的主要負責人,但2010年譚章熹已經(jīng)進入畢業(yè)模式,便把相關(guān)事宜交給師弟Andrew Waterman和Yunsep Lee來做,并同其一起發(fā)表論文。
“所以RISC-V很多東西是從我自己的Project導(dǎo)出來的,怎么來的我都很清楚”。譚章熹告訴雷峰網(wǎng)。在美國發(fā)展起來的的開源體系里,中國一直是跟隨者,沒有進入根核里和上流源頭參與主導(dǎo)技術(shù)生態(tài)的培育和發(fā)展,大多在價值鏈的下游或外圍。譚章熹不僅是”離RISC-V最近的中國人“, 也是這一波世界級的基礎(chǔ)架構(gòu)開源創(chuàng)新的始創(chuàng)參與者之一,作為體系架構(gòu)宗師唯一的大陸嫡傳弟子,他這么說有底氣。
Andrew Waterman和Yunsep Lee被視為是共同設(shè)計了RISC-V ISA和第一個RISC-V微處理器的人,兩人曾出席ORConf 2015,與郭雄飛有過一面之緣,在參加會議的同一年,二人創(chuàng)辦了世界上第一家RISC-V商業(yè)化的公司——SiFive。
譚章熹回憶,Andrew Waterman和Yunsep Lee創(chuàng)辦SiFive時原本邀請過譚章熹一起,但當時譚章熹顧及自己創(chuàng)辦的AI自動駕駛芯片公司OURS的發(fā)展,最終沒有加入SiFive,而是以師兄和朋友的身份幫其介紹了第一筆融資。
受中科院計算所的邀請,譚章熹作為嘉賓在2016年年底為中科院計算所做了題為“RISC-V Current Status and Future”的報告,當時譚章熹尚未創(chuàng)辦睿思芯科,也尚未有回國發(fā)展的打算。
直到2018年,譚章熹決定未來業(yè)務(wù)重心在中國,并在深圳創(chuàng)辦RISC-V公司睿思芯科。
譚章熹選擇深圳的主要原因是深圳有清華-伯克利深圳學(xué)院,這是清華大學(xué)和伯克利從2014年就聯(lián)合創(chuàng)立的合作項目;另一個原因是,作為“中國離RISC-V最近的人”,譚章熹認為國內(nèi)無論是北京還是上海都不適合RISC-V產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè),而深圳最接近硅谷創(chuàng)業(yè)文化,占據(jù)了“天時”的他希望依托清華-伯克利深圳學(xué)院的研究力量和深圳為中心的珠三角消費電子市場,走出一條產(chǎn)學(xué)結(jié)合、真正有助于RISC-V發(fā)展的路子來。
那么在2017年和2018年這兩年時間里,中國RISC-V行業(yè)究竟發(fā)生了什么?
先說上海。背靠芯片產(chǎn)業(yè)的“地利”,海派在RISC-V在中國的發(fā)展中擁有得天獨厚的優(yōu)勢。
2017年5月9日至10日,受英偉達支持,第6屆RISC-V國際技術(shù)研討會在上海交通大學(xué)微電子學(xué)院召開,這是RISC-V第一次以官方的渠道傳播到中國。
之所以選在上海交通大學(xué)微電子學(xué)院,是因為有UK Berkeley校友戴偉民為其牽線搭橋。戴偉民本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)物理應(yīng)用系,80年代隨父母移民美國,并在加州大學(xué)伯克利分校獲得了計算機科學(xué)學(xué)士學(xué)位和電機工程博士學(xué)位,后于2001年回國創(chuàng)辦了半導(dǎo)體IP公司芯原微電子。
芯原是國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計服務(wù)與IP的龍頭,其模式類似GUC/AI chip,在全球芯片IP市場份額排名第七,但與體量巨大的ARM相差甚遠。對于芯原來說,RISC-V是一個擴大市場份額的好機會,這也是芯原積極牽頭這場研討會的原因。
借這個研討會的組織和召開,芯原儼然有了RISC-V海派龍頭大哥的聲勢。
也是在這次會議上,郭雄飛主動牽頭成立了若干個RISC-V交流社群,將眾多RISC-V愛好者集聚在一起,進行技術(shù)切磋與交流。同時,郭還同數(shù)名好友創(chuàng)辦了RISC-V相關(guān)的網(wǎng)站cnrv.io和名為CNRV的公眾號,定期發(fā)布雙周簡報報道全球范圍內(nèi)RISC-V相關(guān)新聞,希望讓更多的技術(shù)愛好者了解RISC-V的發(fā)展情況。
因為這次研討會,David Patterson 和Andrew Waterman 編寫了影響力很大的RISC-V手冊《The RISC-V Reader》,封面是達芬奇名畫《蒙娜麗莎》。后來David Patterson希望將這本書翻譯成中文時,譚章熹又找到了之前幫助發(fā)表過RISC-V中文文章的包云崗,包云崗欣然接受了這一任務(wù),組織團隊完成了《RISC-V手冊》的翻譯。
胡振波同樣注意到了初學(xué)者學(xué)習RISC-V的中文參考資料的需求。他利用工作之外的時間,編寫了中國第一本有關(guān)RISC-V的書籍——《手把手教你RISC-V》,市場反響超出預(yù)期。
不過,當SiFive完成第三輪融資,中國的RISC-V市場依然未有反應(yīng)的時候,原本想通過寫書來推進中國RISC-V產(chǎn)業(yè)化的胡振波發(fā)現(xiàn)RISC-V產(chǎn)業(yè)化節(jié)奏太慢,于是在2018年6月同其在新思科技的主管彭劍英共同創(chuàng)辦了RISC-V IP公司芯來科技。芯原是芯來科技的投資方之一,2018年芯原牽頭成立中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(以下稱:產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟)時,新成立不久的芯來科技名列副理事長單位。
這次會議也成為RISC-V進入中國的關(guān)鍵節(jié)點,不少與會成員日后成為中國RISC-V的推動者,或是創(chuàng)業(yè),或是入局。
曾任ARM中國南區(qū)負責人、后來創(chuàng)辦RISC-V IP公司西安優(yōu)矽智芯的王路業(yè),就曾在這場研討會上同業(yè)內(nèi)朋友就支持Linux OS的RISC-V最小系統(tǒng)話題展開深入探討。時任武漢聚芯微電子架構(gòu)師的胡振波計劃創(chuàng)業(yè),第一次到深圳宣講其蜂鳥開源處理器內(nèi)核的時候,王路業(yè)和另外兩個聯(lián)合創(chuàng)始人在華僑城接待了胡振波,一起喝茶暢談RISC-V開源對ARM市場影響和潛在合作。
海派的另一位代表人物、擁有20余年半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)驗的徐滔,則是在2018年的一場RISC-V技術(shù)研討會上做出了投身RISC-V產(chǎn)業(yè)的決定的。
2018年5月,徐滔作為東道主幫助SiFive在中國舉辦RISC-V的技術(shù)研討會,依托GSA上海峰會的人氣,徐滔選擇了在GSA 峰會以后一天舉辦這場研討會,巧合的是,臺灣晶心科技也決策在這一天的同一場地舉辦研討會。
當時徐滔一度擔憂,名氣更大的晶心勢必會吸引更多觀眾,如果SiFive的場地異常冷清無法同老友交代。但事實是研討會當天,SiFive的會場座無虛席,晶心科技只有在一場與RISC-V有關(guān)的演講上才觀眾稍多。
正是這場活動讓徐滔開始意識到國內(nèi)對RISC-V的關(guān)注度空前,或許他也可以緊跟SiFive的步伐,創(chuàng)辦一家中國自己的RISC-V公司,于是在幾位朋友的幫助下,徐滔從燦芯半導(dǎo)體辭職,創(chuàng)辦RISC-V公司賽昉科技。
除以上海為中心、芯原主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)派以及以深圳為中心、譚章熹主導(dǎo)的產(chǎn)學(xué)結(jié)合派之外,還有以北京為中心、中科院計算所和軟件所主導(dǎo)的學(xué)院派。計算所側(cè)重開源硬件的實現(xiàn),軟件所側(cè)重RISC-V軟件的生態(tài)建設(shè),操作系統(tǒng)、編譯器,虛擬機和各類軟件工具都包括在內(nèi)。
如前所述,包云崗和張磊是計算所最早關(guān)注RISC-V的人,但兩人采取了不同的方式在推動RISC-V。
2018年是兩人路徑的分野點:在這一年,中科院計算所的支持下,張磊和王元陶博士帶領(lǐng)團隊創(chuàng)辦了面向物端計算的產(chǎn)業(yè)化團隊中科物棲,與寒武紀同屬“海云計算”戰(zhàn)略的一部分,自研基于RISC-V的AI芯片,在RISC-V領(lǐng)域的工作走向產(chǎn)業(yè)化;而包云崗則從這一年啟動的“一生一芯”計劃開始逐步廣為人知,成為RISC-V京派“人才培養(yǎng)”路線的主導(dǎo)者。
包云崗與RISC-V的緣分可以追溯到其對標簽化體系結(jié)構(gòu)的研究,包云崗及其團隊在嘗試過開放但不活躍的Open SPARC T1、活躍但不開放的MicroBlaze和開放又活躍的RISC-V之后,發(fā)現(xiàn)RISC-V最能夠滿足各自的需求并進行靈活的個性化定制,由此看好RISC-V未來的發(fā)展。
包云崗所在的團隊曾在2017年上海舉辦的第6屆RISC-V研討會上匯報這一項目并獲得國際同行的認可和關(guān)注,包云崗也因此入選第7屆RISC-V研討會程序委員會,深度參與研討會的組織工作。2017年11月,包云崗寫了一篇文章《關(guān)于RISC-V成為印度國家指令集的一些看法》,介紹了RISC-V的前沿進展。這篇文章引起了包括一些國家部委在內(nèi)的各界的關(guān)注,也促成了中國開放指令生態(tài)聯(lián)盟的成立。
(第6屆RISC-V研討會上,包云崗標簽化體系結(jié)構(gòu)團隊與David Patterson及Krste Asanovic合影。后排右三為包云崗,右四為David Patterson,右五為Krste Asanovic)
“一生一芯”計劃則來得更晚一些。2018年11月,中科院計算所發(fā)起的中國開放指令生態(tài)(RISC-V)聯(lián)盟(下文簡稱“生態(tài)聯(lián)盟”)在世界互聯(lián)網(wǎng)烏鎮(zhèn)大會上正式成立,當天晚上的聚會上,一位坐在包云崗旁邊的老師拋出一個問題:“以后打算怎么做開源芯片?”包云崗講出了自己尚未成熟的想法,希望讓學(xué)生參與到開源芯片生態(tài)建設(shè)中,讓本科生帶著自己設(shè)計的處理器芯片畢業(yè)。
后來,經(jīng)過一年多的籌備,包云崗終于在其開源芯片工作組群宣布,正式啟動“一生一芯”計劃,組建教學(xué)團隊、制定方案、確定技術(shù)路線、選擇技術(shù)平臺,招募首批學(xué)員。四個月的高強度開發(fā)之后,首批參加“一生一芯”計劃的五位學(xué)員,帶著自己設(shè)計的處理器順利畢業(yè)。
如今,“一生一芯”計劃已經(jīng)在開展第四期招募工作,參與人數(shù)也從最初的5人,增加到了11位、100位、1000位,覆蓋到了100多所國內(nèi)外高校。在培養(yǎng)了一批人才之后,包云崗建立起香山團隊,經(jīng)過一年的開發(fā),發(fā)布了開源RISC-V處理器核香山。第三方評測數(shù)據(jù)顯示,第一代線上“雁棲湖”架構(gòu)代碼與已有開源代碼的重復(fù)率低于16%,這16%是因為雁棲湖采用了兩個Rocket的開源模塊,即浮點模塊和Cache,第二版香山架構(gòu)“南湖”的代碼重復(fù)率則更低。
包云崗能在學(xué)術(shù)界順利推進“一生一芯”計劃,既有前期在標簽化體系結(jié)構(gòu)項目打下的技術(shù)基礎(chǔ),也離不開其在擔任生態(tài)聯(lián)盟秘書長的“人和”。
更能體現(xiàn)“人和”的一點是,生態(tài)聯(lián)盟請出了倪光南坐鎮(zhèn)理事長。
上世紀80年代,倪光南在同事柳傳志的邀請下,加盟中科院計算所孵化的北京計算機新技術(shù)發(fā)展公司,也就是后來的聯(lián)想。二人在剛開始的合作中建立起深厚的友誼,倪光南因為在聯(lián)想帶領(lǐng)團隊開發(fā)出了計算機漢字系統(tǒng)和漢卡獲得國家科技進步一等獎,并于1994年被評為首批中國工程院院士。
不過在后來的合作中,倪堅持走技術(shù)研發(fā)路線,柳堅持搞多元化經(jīng)驗,二人出現(xiàn)分歧,甚至在倪提出在上海成立芯片設(shè)計中心時,被柳一票否決,二人自此決裂。
倪在被聯(lián)想解聘后,依然堅持技工貿(mào)路線,不僅加盟國產(chǎn)CPU方舟,更是為國產(chǎn)操作系統(tǒng)及CPU奔走疾呼。如此熱衷自研技術(shù)、有著“造芯夢”的倪光南,支持開源開放的RISC-V發(fā)展也不足為奇了。
中國的學(xué)會與聯(lián)盟大體是理事長和秘書長“二人轉(zhuǎn)”,有的是理事長負責宏大布局和背書,秘書長在前臺自由發(fā)揮,有的是理事長眉毛胡子一把抓,秘書長幫著查缺補漏,生態(tài)聯(lián)盟就是屬于前者。倪光南院士當年提出的“技工貿(mào)”的路線同樣適合產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,本人非常支持RISC-V,對包云崗的工作也很支持,愿意幫爭取資源,在很多公開場合都宣傳RISC-V,這也讓包云崗在聯(lián)盟的工作中愈發(fā)得心應(yīng)手。
當然,本土學(xué)術(shù)派除中科院計算所和軟件所外,還有其他細碎的分支,例如上海交大陳海波、夏虞斌團隊開發(fā)的“蓬萊”開源項目在RISC-V國際基金會的安全標準制定中發(fā)揮著重要作用;南京大學(xué)袁春風教授,作為國內(nèi)計算機系統(tǒng)能力教育領(lǐng)域的權(quán)威專家,最近也出版了RISC-V版本的教科書,在人才培養(yǎng)方面櫛風沐雨。
三、產(chǎn)業(yè)VS生態(tài),“自主可控”問題下的暗流涌動
2018年是中國RISC-V發(fā)展的一個關(guān)鍵時點。這一年4月16日,美國商務(wù)部下令禁止美國公司向中興出售元器件等產(chǎn)品。芯片“卡脖子”事件的突然爆發(fā),RISC-V開源特性的優(yōu)勢一下子被放大。
首先做出反應(yīng)的是芯片產(chǎn)業(yè)最為發(fā)達的上海市。2018年7月,上海市經(jīng)濟信息委員會(簡稱:上海經(jīng)信委)發(fā)布文件,其中有一項內(nèi)容便是將從事RISC-V相關(guān)設(shè)計和開發(fā)的公司作為扶持對象,首開國內(nèi)“政府扶持”的先河。
大環(huán)境的變化、政府的推動,隨之而來的是2018年RISC-V企業(yè)的成立的爆發(fā)潮。
而一些本身有芯片業(yè)務(wù)的公司同樣在2018年加快了向RISC-V的轉(zhuǎn)型。2018年9月17日,華米科技發(fā)布了號稱全球智能穿戴領(lǐng)域第一顆人工智能芯片——黃山1號。
互聯(lián)網(wǎng)大廠們也快速入局。阿里巴巴在2018年9月通過收購芯片公司中天微系統(tǒng)有限公司成立阿里平頭哥進軍芯片業(yè)務(wù),并很快開展RISC-V相關(guān)研究。2021年10月的云棲大會上,阿里云又將四款玄鐵RISC-V系列處理器開源,并開放系列工具及系統(tǒng)軟件,引發(fā)了業(yè)界的極大關(guān)注。
產(chǎn)業(yè)的火熱也促成了中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成立。2018年9月,在上海經(jīng)信委推薦下,芯原作為首任理事長單位牽頭組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,10月,產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在上海張江正式成立。
(產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立現(xiàn)場。照片來源:CRVIC官網(wǎng))
雖然產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和生態(tài)聯(lián)盟都看好RISC-V的未來發(fā)展,但在理念和具體路徑上卻有所不同。
郭雄飛曾向雷峰網(wǎng)表示,想要做出基于 RISC-V 的高性能處理器,必須依靠大公司來推動。因為"只有大公司才能不計成本,承擔多年業(yè)務(wù)虧損的情況下持續(xù)研發(fā) RISC-V 高性能CPU。"
這代表著芯片行業(yè)的“傳統(tǒng)”:一家企業(yè)想要在自家產(chǎn)品中集成芯片,需要先選擇供貨商,供貨商與指令集架構(gòu)、軟件生態(tài)深度綁定,因此一旦做出選擇便難以更改。換言之,芯片的特點決定了這個行業(yè)的高門檻,大公司可以憑借體量優(yōu)勢形成自己的護城河。
但開源RISC-V帶來的是一種新的商業(yè)模式——開源的RISC-V不存在深度綁定的情況,因此會有成百上千家供應(yīng)商任企業(yè)挑選,且能靈活切換其他供貨商。
"從供應(yīng)鏈安全的角度來看,RISC-V開啟了完全不一樣的模式??梢灶A(yù)測,購買芯片的大客戶將逐步轉(zhuǎn)向RISC-V。"中國科學(xué)院軟件研究所PLCT實驗室項目總監(jiān)吳偉在和雷峰網(wǎng)交流時說道。
那么,不一樣的模式是否會帶來不一樣的“新玩法”?
對此,生態(tài)聯(lián)盟的答案是充分利用RISC-V開源的特性,降低芯片設(shè)計的門檻,實現(xiàn)敏捷開發(fā),“像開發(fā)APP一樣開發(fā)芯片”。包云崗在多次演講中提到,中國芯片面臨的 “卡脖子”問題根源在于優(yōu)秀人才儲備嚴重不足,如果能將芯片設(shè)計的門檻降到3—5人的小團隊、在3-4個月內(nèi)花費數(shù)萬元即可完成芯片設(shè)計,從而擴大從業(yè)者的規(guī)模,通過大規(guī)模試錯達到行業(yè)的繁榮。
這也是國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的成功經(jīng)驗——互聯(lián)網(wǎng)通過開源軟件降低了開發(fā)門檻,而智能手機同樣通過安卓開源系統(tǒng)的定制開發(fā)和MTK的“交鑰匙工程”,吸引了大量開發(fā)者進入這兩個行業(yè),才有了之后的爆炸性成長。
毫無疑問,這種小團隊快速試錯的風格更對互聯(lián)網(wǎng)公司的胃口。
這樣的特點也反映在了兩個聯(lián)盟的成員構(gòu)成上:產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以上海為核心,成員中多為身處芯片產(chǎn)業(yè)鏈上下游的單位;而生態(tài)聯(lián)盟除了北大、清華、中科大、上交、南大,鵬城實驗室、中科院軟件所、中科院微電子所等知名高校與科研單位之外,企業(yè)方面,BAT與華為等大廠不約而同地選擇了生態(tài)聯(lián)盟,而阿里系下、并入平頭哥的杭州中天微,加入的也是生態(tài)聯(lián)盟。
值得一提的是杭州中天微。除了阿里加入生態(tài)聯(lián)盟外,之前芯片圈“不帶著玩”可能也是原因之一。此前雷峰網(wǎng)(公眾號:雷峰網(wǎng))編輯在和業(yè)內(nèi)人士的交流中得知這樣一個觀點,圈內(nèi)人評價這家公司“160人做了16年的故事”,意指中天微“炒冷飯”,缺乏創(chuàng)新。加之中天微此前業(yè)務(wù)主要依靠國家補助項目,因而不少芯片行業(yè)的業(yè)內(nèi)人都看不上中天微,沒有將其視為競爭對手。
傳統(tǒng)vs新貴,雖然兩大聯(lián)盟的朋友圈“涇渭分明”,但在共同的問題面前,兩大聯(lián)盟倒是保持了一致,先攜手把“蛋糕”做大。
長期跟蹤RISC-V發(fā)展的張磊就向雷峰網(wǎng)指出了現(xiàn)階段RISC-V遇到的一個問題,他認為RISC-V當下的發(fā)展并不符合開源產(chǎn)業(yè)的邏輯。
張磊認為,Linux操作系統(tǒng)之所以能夠發(fā)展起來,且還能夠催生出像紅帽子這樣的公司,是因為Linux發(fā)展路徑是先有簡單的操作系統(tǒng)內(nèi)核,吸引大量開發(fā)者做社區(qū)建設(shè),然后建立大量軟件庫,發(fā)展到一定的階段之后,在恰當?shù)臅r間點才誕生出紅帽子這樣的公司。
“RISC-V是在生態(tài)還非常貧瘠的時候,就陸續(xù)誕生出一批急于商業(yè)化的公司,這并不是一種健康的發(fā)展狀態(tài)?!睆埨谡f道:“有一點像是韭菜還沒有長高,就著急收割,這樣是收不到成果的?!?/p>
另一RISC-V IP公司的創(chuàng)始人也向雷峰網(wǎng)表達了同樣的顧慮,因為RISC-V生態(tài)還沒有完全繁榮起來,目前只有規(guī)模較大一點的RISC-V公司能夠有拿到訂單并實現(xiàn)盈利,規(guī)模小一點的公司完全沒有競爭力,生存環(huán)境困難。
但另一方面,盡早將RISC-V商業(yè)化同樣也是不少中國公司迫不得已的選擇,x86和Arm的命脈掌握在別人手中,唯有RISC-V,中國有自己把控的機會。
“自主可控”已成為影響技術(shù)公司決策的重要因素。據(jù)說David Patterson 2019年在上海開會時曾向參會的一家德國公司CEO介紹RISC-V,但對方得知RISC-V的主體在美國后,馬上就說不用了。這件事情對David觸動很大,于是在這一年將RISC-V基金會移到瑞士,以使得RISC-V更為國際化。
現(xiàn)代科技的源頭和基礎(chǔ)大部分產(chǎn)生于歐美,電子信息產(chǎn)業(yè)更是因此形成高度壟斷。過去我國在航天等兩彈一星領(lǐng)域突破封鎖和壟斷的主要原因,是引進了從歐美學(xué)成歸來的世界級領(lǐng)軍科技人才。迄今我們還沒有形成不被卡脖子的有根的自主體術(shù)體系。RISC-V的出現(xiàn),則讓人看到了國產(chǎn)芯片自主可控的希望,但依然還有很長的路要走。
一位有著20多年從業(yè)經(jīng)驗的半導(dǎo)體人士就曾向雷峰網(wǎng)表示,中國人已成為RISC-V社區(qū)中數(shù)量最多的一個群體,但對社區(qū)卻缺乏足夠的貢獻。她表示,RISC-V國際基金會中的中國會員數(shù)量多并不意味著有更多的話語權(quán),最有話語權(quán)的人始終是對整個社區(qū)貢獻最大的人?!袄缇脑邪l(fā)出一套RISC-V標準,向基金會推薦時被拒絕。最終晶心自己向市場推廣且反響不錯,基金會最終被迫接受了晶心的這一套標準。”
“基金會有再多的中國公司又能如何?沒有技術(shù)和產(chǎn)品,最終依然沒有話語權(quán)?!彼f。
無獨有偶,譚章熹也有類似的觀點。他認為RISC-V中國參與很多,但這并不能代表什么。RISC-V確實是一個機會,但中國公司貢獻特別小,因為“投機的成分比較多。”
即便是一些有實力的大廠,在譚章熹看來更像是在ARM和RISC-V兩頭下注,或者作為和ARM談判的砝碼。
對于國內(nèi)相繼成立的若干聯(lián)盟,譚章熹也不怎么看好。他認為國內(nèi)各聯(lián)盟占山頭扯大旗,往往背后摻雜因素過多,承載的象征意義大于實際意義,“作秀多,真正的開源貢獻少”。
(RISC-V基金會官網(wǎng)顯示的區(qū)域聯(lián)盟中,中國的聯(lián)盟也占了半壁江山 圖片來源:RISC-V基金會官網(wǎng))
問題的矛盾不僅僅是體現(xiàn)在聯(lián)盟的建設(shè)與維護上,RISC-V作為一個開源開放的指令集,需要的是各個公司的共同努力,為社區(qū)生態(tài)建設(shè)提供更多的貢獻,但譚章熹認為,現(xiàn)有的中國RISC-V格局,很多人做事都不夠透明,很難步入發(fā)展的快車道。
正是因為如此,譚章熹更多是專注于做自己的事。不少RISC-V工業(yè)界的人士表示,自己僅在譚章熹2018年回國前后有過一些交流,現(xiàn)在譚章熹具體在憋什么大招,也無從得知。
2019年,David Patterson宣布在清華-伯克利深圳學(xué)院成立了帕特森RISC-V國際開源實驗室(RIOS)、并擔任實驗室主任直接領(lǐng)導(dǎo)譚章熹擔任RIOS執(zhí)行主任主持日常工作。該實驗室是清華,伯克利兩所高校聯(lián)合官方合辦,以高端人才培養(yǎng)和RISC-V生態(tài)推廣落地為核心。
實際上,RIOS的成立并不是要在形成中國RISC-V新勢力,而是要在David Patterson直接領(lǐng)導(dǎo)下直通RISC-V大本營、從源流上建立以深圳為根節(jié)點的RISC-V全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),包括培育開源芯生態(tài),培養(yǎng)世界級人才。RIOS在西班牙語里是“河流”的意思,RIOS的真正寓意是要像河流一樣匯聚來自全球的資源和智力,催生和孕育RISC-V生態(tài)的健康發(fā)展。
盡管在一些具體的觀念和路徑上存在分歧,在三大流派、兩大聯(lián)盟之間也形成了一種微妙的默契:雖然無法說服對方,但仍能在RISC-V的壯大發(fā)展的大目標下求同存異,各自爭取資源發(fā)展,力求用事實說話。
此時顯露出的分歧和爭論,正可以用《論語》中所說的君子之爭來形容:君子和而不同。
和者,無乖戾之心;同者,有阿比之意。
但隨著時間的推移、RISC-V勢力的壯大、商業(yè)化進程的推進和越來越多投機者的加入,情況有可能變得復(fù)雜。
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史中,往往當某一項劃時代的科學(xué)技術(shù)面臨突破臨界點的關(guān)口,會有多位杰出的研究者,他們或許互不關(guān)聯(lián)、從不同的方向切入,最終卻取得了類似的突破。例如,微積分由牛頓、萊布尼茨等人各自獨立發(fā)明;貝爾和格雷同一天提交電話的專利;CRISPR基因編輯技術(shù)的爭議,則由CVC團隊兩位女教授埃馬紐爾·夏彭蒂耶和詹妮弗·杜德納獲得諾貝爾獎得名、MIT團隊張鋒獲得專利權(quán)得利而暫告一段落。
無論是求名還是求利,長遠來看,圍繞新興技術(shù)話語權(quán)和商業(yè)價值之間的明爭暗斗永遠不會停止。
這或許是在下一個時代里,產(chǎn)業(yè)派、本土學(xué)術(shù)派和產(chǎn)學(xué)結(jié)合原生派需要共同面對的問題。
四、后記:青銅時代的火與血
古希臘詩人赫西俄德的著作《工作與時日》中把人類世紀劃分為五個時代,即黃金時代、白銀時代、青銅時代、英雄時代和黑鐵時代。按赫西俄德的描述,在最初的黃金時代充滿了和平與和諧,大地會自己長出食物;隨著時間的推移,人類妄圖統(tǒng)治一切,權(quán)力代表了正確,謊言代替了真誠,而眾神也拋棄了人類,人類再也看不到戰(zhàn)勝邪惡的希望。
如果借用這一比喻,從2015年RISC-V傳入中國到2018年爆發(fā)前夜的這段時間是中國RISC-V的黃金時代,在開源的大旗下,所有人關(guān)注的目標都在如何推廣RISC-V,擴大RISC-V的影響力,這段時間也是創(chuàng)業(yè)的最好時機;18年的爆發(fā)至今是RISC-V的白銀時代,商業(yè)元素的滲透、不同背景的參與者有了各自的想法,并通過聯(lián)盟的形式進行抱團;而隨著RISC-V影響力逐步擴大、以Intel意圖收購SiFive為標志,x86、ARM等外部競爭對手的關(guān)注和內(nèi)部競爭的加劇,使得今天的RISC-V實際已經(jīng)進入了青銅時代,此前的各種矛盾和爭議,也將在這一時期被放大和激化。
(RISC-V官方對RISC-V產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的階段劃分)
迄今為止,RISC-V傳到中國已是第七年。
七年對一個指令集系統(tǒng)來說,周期并不算長。從最初的CPU技術(shù)愛好者們發(fā)現(xiàn)RISC-V并積極推廣,辦會、寫書、建立社群、創(chuàng)辦公司,到越來越多的人了解到RISC-V這一前途光明的指令集。
在赫西俄德的描述中,在青銅時代之后的英雄時代是一個特別的時代,也是唯一一個能比之前的時代變得更好的時代。但在此之前,RISC-V仍需經(jīng)歷青銅時代火與血的洗禮,才能孕育出一劍定江山的英雄。
這其中自然會有一些問題,一些矛盾,一些沖突,但這些,都無法阻止RISC-V的發(fā)展勢頭,開源開放的RISC-V,在突破了眾多桎梏之后,一定會在中國的大地上大放光彩。
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