走向深水区的RISC-V
日前，在RISC-V中国峰会上，2022 RISC-V中国峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠表示，RISC-V正在从IoT（物联网）走入“深水区”，朝向包括云计算、边缘计算以及车载智能计算行业迅速演进。
深水区往往包含着更大的阻力和更危险的处境。但对于RISC-V而言，这并不意味着风险，而是代表了更广阔的发展空间。
孟建熠例举了RISC-V 2022年的三大标志性事件，包括Clockwork发布首台基于RISC-V的便携式计算机；Intel设立10亿美元创新基金，全面支持RISC-V生态发展；以及SiFive以超25亿美元估值完成新一轮融资。可以说无论是创新应用，产业合作还是资本方面，RISC-V都取得了长足进步。
在物联网市场，RISC-V已经做得很好
孟建熠指出，目前RISC-V处理器在IoT的应用规模超100亿，用12年的时间完成了走出校园到量产100亿颗初级阶段，其中是中国公司的出货量占50%，可以说中国伙伴在技术和应用上的贡献度越来越高。
RISC-V用12年完成ARM三十多年走过的道路，也正因此，RISC-V基金会CEO Calista Redmond用速度迅猛来总结2022年RISC-V的发展。
孟建熠表示，从宏观角度而言，IoT领域已经证明了RISC-V的价值，包括接入、无线、AI、视频等行业，均有RISC-V的身影出现。
芯来科技CEO展示公司在各应用领域最新成果
同时，在芯来科技CEO彭剑英的报告中，也突出展示了RISC-V在IoT市场的成就。
深水区水有多深?
Andes宣布已通过 ISO 26262 认证，而Esperanto在 HPC 方面取得了重要突破，一系列举措正在说明RISC-V不断向深水区进行尝试。那么面对云、高性能计算、AI以及车载等领域，机遇和挑战都是什么？
“无论是从产业需求，还是RISC-V本身的发展路径，RISC-V向高性能发展是一个必然趋势。”中国科学院软件研究所总工程师武延军研究员判断道。“这对处理器的设计，以及软件生态都是一个非常大的挑战。”
中国科学院软件研究所总工程师武延军研究员
武延军表示，尽管目前包括中科院软件所，平头哥等都做了大量的RISC-V基础软件适配工作，但还是有很多核心的基础软件没有很好的与RISC-V平台适配。“一方面原因是指令集规范还不成熟，但更多的原因是这些基础软件包之前都是在X86和ARM上面运行，从维护者、社区的角度，仍没有把RISC-V当成Tier-1或者First-Class-Citizen去对待。这里面有理念问题，有投入问题，也有商业利益回报问题。”
武延军以实际工作为例，介绍了RISC-V软件的发展近况。中科院软件所一直以来都将支撑高性能的、引领未来生态发展的基础软件开发作为己任，因此在RISC-V软件移植方面做出了很多努力，除了在国际开源社区上提供了大量贡献之外，也与华为联合建立欧拉社区，与平头哥共建龙蜥社区等等工作。
另外，武延军指出中科院软件所也一直在布局RISC-V平台的AI计算，没有比RISC-V更适合利用软硬件为AI协同设计和优化。为此，中科院软件所深度参与了RISC-V的“V（Vector向量）扩展”、“P（Packed SIMD）扩展”等重要标准的制定和参考实现。并且也发起了“Buddy Compiler”项目，能够把LLVM/MLIR这些已有的编译框架，进一步扩展到软硬件的全栈协同。
孟建熠则表示，软硬件联合调优及全栈优化是RISC-V的最大差异化特点之一，也是RISC-V在AI应用上的最大优势之一。大部分软件栈是按层级堆叠的，当到了顶层AI应用时，已经和硬件底层解耦了，因此无法充分发挥出硬件优势。而RISC-V作为新兴的可定制开放架构，是一个全球协同、全栈维护的架构，更能实现软硬件一体化协同，实现整体优化。
武延军同时也提到，在基础软件移植的过程中，最大的受限是RISC-V的验证平台。无论在模拟器环境还是现有的硬件验证平台，调试效率都不够高，这成为阻碍RISC-V发展的一个壁垒。
平头哥如何探索深水区？
平头哥最新发布的无剑600平台，正是其探索“深水区”的一项创举，通过提升硬件性能，加速验证、开发、设计、软件移植等全流程工作。
无剑600平台和曳影1520是平头哥于近日发布的“平台+SoC原型”，其中平台是指无剑600，支持4核高性能RISC-V处理器，最高主频可达2.5GHz，实现了CPU+XPU异构架构的全面优化；支持64位LPDDR4X，最高吞吐率4266MT；整合4TOPs的Int8 AI算力；全流程满足GP TEE国际安全标准。无剑600平台标志着RISC-V的商用性能从1GHz推向2GHz。
（图说：阿里平头哥发布高性能RISC-V平台无剑600）
值得注意的是，无剑600是基于RISC-V架构和开放生态，不单已经适配GPU、NPU、VPU、DSP、ASIC等众多第三方IP，同时也可以引入更多第三方IP适配。无剑600平台，不是一个芯片，也不是一个无法修改的授权IP，而是具有灵活定制化的综合的芯片设计平台。IP公司可以基于无剑600进一步打造更完整的IP和生态；芯片厂也可以直接选择无剑600作为系统级芯片开发；开发者则可从底层处理器层面直接进行定制，最大程度地挖掘软硬一体联合优化的潜力。
与此同时，为了突出彰显无剑600平台的可靠性及成熟度，平头哥推出了曳影1520 SoC原型，据介绍，曳影1520的性能足以覆盖边缘计算、人工智能、图像识别、多媒体等多种场景。目前，曳影已在阿里展开应用，未来也可提供给尚未收到定制化芯片的开发者，提前在曳影上开发系统和软件，进一步缩短产品量产的时间。
据悉，为了实现RISC-V的性能提升，平头哥在指令设计、微架构实现（高性能、低功耗）、工具链和底层库、操作系统优化，以及与应用的联合调优，做了大量研发工作。而在芯片设计上，对于2GHz主频的RISC-V而言，需要在算力和内存、功耗、成本上，多方面平衡。
除了性能之外，也正如武延军所说，软件生态是平头哥的另一个“打样”。因此，在无剑600平台上，平头哥与龙蜥开源社区、中科院软件PLCT实验室所进行了软硬件全栈的联合优化，完成了RISC-V与基于Linux的龙蜥操作系统的3000多个基础包适配，并在曳影1520上首次运行FireFox浏览器、LibreOffice等大型桌面级软件，以及Hexo和Open Rocket等基于NodeJS和JAVA的应用，极大拓展了RISC-V的想象力。
（图说：RISC-V全球首次兼容大型操作系统龙蜥OS并运行桌面级应用LibreOffice）
根据孟建熠介绍，目前平头哥在RISC-V基金会中参加了29个技术方向的标准制定，在其中10个组织里面领导了标准的制定。平头哥是国际基金会的董事会成员，同时是当前国内在基金会投入力量最大的组织。
而在RISC-V处理器IP上，平头哥提供了6款已量产的RISC-V处理器IP，从入门级的产品到高性能的产品，应用覆盖MCU到大型应用处理器，并且也定制了详细的未来路线规划。
生态如何发展？
武延军表示，从生态繁荣程度来看，RISC-V目前的状况与Arm在2000年-2005年类似，那个年代涌现了大量关于ARM的培训资料、书籍、培训班等，同时市场对ARM开发人才的需求也是爆增。“RISC-V的出货量已经足以证明其具有良好的商用场景，我觉得大家可以不用再犹豫观望了，不管是从个人学习能力提升角度，亦或是从公司业务发展的角度，都可以放心地去投入RISC-V领域。”
孟建熠也表示，目前RISC-V的生态竞争状态良好，并没有出现同质化竞争局面，从应用场景的角度来说，其实还有很多的场景没有挖掘出来，还有很多的定制化工作留给生态链企业挖掘，比如包括DSP，高安全等要素在内的差异化竞争力。
需要爆款的RISC-V
尽管RISC-V出货量已经突破百亿，但在消费者心中，对RISC-V的认知依然不够明晰，也没有特殊的体验。对此，武延军表示，RISC-V正在不断增强在用户中的体验，比如平头哥RISC-V平台就已适配AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等多个操作系统。此外包括开源欧拉、Debian等都已经支持RISC-V架构。“未来用户的需求是多种多样的，手机的成功只是把用户大部分的需求标准化了，但是也同时限制了人机交互的个性化场景和需求。RISC-V灵活、自由、开放的特性，更适合多场景的需求，可以通过深度定制给用户带来更好的体验。”
孟建熠认为，每家公司或每个架构都应该有自己的“心智（Mind）”。比如英特尔特点是算力强，ARM则是芯片多、低功耗。“我觉得RISC-V的“心智”应该是定制化带来的更好体验，通过开放、开源，使其更加普惠。”孟建熠说道。“处理器很多时候是通用型产品。因此对于用户的心智形成，实际上还是要依赖几个标志性的代表作，对此RISC-V也正在摸索中。”
无剑600会不会成为孟建熠所说的，成为影响用户心智的爆款平台，孵化出一大批高性能RISC-V芯片，进而成为RISC-V走向深水区的标志性事件呢？我们需要安静地等待时间和市场的检验。
