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RIOS:扎根清华-伯克利深圳学院,催生RISC-V开源生态发展

2019-11-18 顾正书 阅读:
深圳把RISC-V的开山鼻祖David Patterson教授请来了,还专门在清华-伯克利深圳学院(TBSI)成立以Patterson教授命名的RISC-V国际开源实验室(RIOS)。RIOS在西班牙语里是“河流”的意思,寓意这个RISC-V研究机构将像河流一样汇聚来自全球的资源和智力,催生和孕育RISC-V生态的健康发展,并推动RISC-V发展成为未来50年的计算架构标准。
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英国新闻媒体《经济学人》10月份发布了一篇有关RISC-V的文章,以盖房子作为类比“科普”了RISC-V指令集架构(ISA)与多年来主导计算机和手机行业的x86和Arm架构的区别。设计一颗芯片如同盖一栋房子,无论占地面积多大,楼层多高,多少房间,都需要遵循统一的基础标准,比如建筑材料、电气连接、排水管道,以及通信网络布线等。作为建筑设计师,无论你的设计多么高大上,这些基本标准都是要遵守的。图1:《经济学人》发表关于RISC-V开源芯片的文章(图片来源:Alexander Glandien)FZSEETC-电子工程专辑

ISA对芯片的重要性

应用到PC行业,你不能做设计师来设计自己的芯片,只能作为客户购买Intel设计和制造出的现成芯片(当然也可以选择AMD的芯片),因为PC的CPU芯片都采用x86架构,Intel不对外授权开放,你有钱也买不到(因为政府法规的历史原因,Intel才授权给AMD,但多年来AMD都是在Intel的阴影下挣扎,最近才开始出头)。主导30多年PC发展历史的就是这个x86架构,把控x86架构的Intel也发展成为年营收超过700亿美元的半导体巨头。FZSEETC-电子工程专辑

同样的原则应用到手机行业,这次主导者是Arm架构。你可以作为芯片设计师来设计自己的芯片,但必须从Arm公司购买授权许可。从苹果iPhone到安卓阵营的三星、华为和小米等手机的处理器都采用Arm ISA,尽管手机处理器芯片开发商有很多(包括高通、苹果、华为海思、联发科、紫光展锐、NXP和ST等),但都必须遵守Arm制定的标准和规则。FZSEETC-电子工程专辑

进入IoT时代,x86和Arm架构在应对碎片化的物联网设备的低成本和低功耗挑战时都显得力不从心。闭源和高昂的微处理器授权成本在PC和手机设备上还不算什么,但对更低功耗、更小尺寸及更低成本的物联网设备就不同了。RISC-V架构从伯克利的学术圈迅速发展成为全球芯片设计行业的新兴ISA,从经济的角度来看也就不足为奇了,因为RISC-V是开源、自由、开放,甚至免费的。FZSEETC-电子工程专辑

RISC-V在中国和深圳

RISC-V在中国的火热程度甚至超过美国,这背后还有一个地缘政治的原因。伴随着中美之间的贸易摩擦,科技冷战也开始打响。美国政府加大美国先进技术对中国企业的出口管制,迫使以华为为首的中国高科技企业寻求自主创新之道。虽然多年来中国科研院所和企业先后购买Intel、AMD、MIPS和Arm架构授权,但在微处理器研发和产业化方面都没能形成气候,更谈不上“自主可控”了。RISC-V恰逢其时,短短两年时间内就在中国半导体业界形成“芯芯之火”的燎原之势。FZSEETC-电子工程专辑

专门负责RISC-V架构和指令标准制定及RISC-V生态发展营销推广的RISC-V基金会特别重视中国市场,不但有专门的中国委员会,还积极与两家中国RISC-V联盟机构合作。立足上海的中国 RISC-V 产业联盟(CRVIC)以围绕RISC-V的芯片设计产业发展为主,而立足北京的中国开放指令生态(RISC-V)联盟CRVA则以RISC-V生态的设计工具和软件开发为主。那么问题来了,以“硬件设计创新之都”著称的深圳在RISC-V方面有什么动作呢?FZSEETC-电子工程专辑

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图2:RISC-V国际开源实验室(RIOS)于11月12日在深圳五洲宾馆举行揭牌仪式(图片来源:TBSI)

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顾正书
电子工程专辑(EETimes China)主分析师。以深圳为坐标原点,扫描全球电子和半导体行业。专注于China Fabless和SoC设计细分市场的分析和学习,欢迎交流。
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