芯片是信息技术的“引擎”,促使着人类社会数字化、信息化与智能化发展。面对日新月异的信息化社会发展需求,怎样持续推进处理器芯片产业及相关领域高质量发展,是我国在科技强国新征程上必需要回答的重要问题。
5月26日上午,由中国科大学承办,中国科大学重大科技任务局、中国科大学估算技术研究所主办的2023中关村峰会“RISC-V开源处理器芯片生态发展峰会”在中关村展示中心成功举行,峰会约请RISC-V开源处理器芯片领域国外外著名专家学者,围绕开源芯片核心技术和生态建立举办研讨,并发布了具有里程碑意义的“香山”开源高性能RISC-V处理器核、“傲来”RISC-V原生操作系统的最新成果。
▲“香山”开源高性能RISC-V处理器、“傲来”RISC-V原生操作系统成果发布现场
这两个具有代表性的阶段性技术成果,是在中国科大学“先导”专项的支持下得以形成的。
中科院在2018年就拟定了开源处理器发展规划,组建了中国开放指令生态联盟,并制订了到2030年“三步走”的规划。2019年,中科院率先启动了“先导”专项,促使RISC-V中国生态的发展,包括研发开源的高性能处理器和RISC-V原生操作系统。
“先导”专项负责人、中国工程院教授、中科院估算所学术委员会书记孙凝晖通过视频连线介绍了专项成果。他表示,“香山”目前是国际性能最高的开源RISC-V处理器核,“傲来”操作系统才能原生支持RISC-V,非常是支持智能物联(AIoT)应用场景,两者如同现在的ARM芯片和安卓系统那样,是一对“黄金搭档”。
开源芯片有两个重要的目标:一是低成本复用。芯片设计中90%的部份可复用,通过开源/开放的方法可以提供给整个产业,共享开源组件。另外,开源设计流程支持众包的模式,假如好多企业一起开发芯片,能够大大减少减短成本、缩短开发周期。
而开源芯片的发展公路,也可以避免关键技术被某个企业或则某个国家所垄断。“这个生态借鉴了5G的模式,即标准和产品是分离的。”孙凝晖解释,标准虽是所有国家一起制订的,但各个企业可以按照共同制订的标准来自主实现产品。“我们国家的市场大、应用场景多,我们可以依照各类场景来研发产品,在生态上不受一个企业或则一个国家的阻碍。”
孙凝晖表示,在上海市和中科院支持下,企业、产业界联合发起创立了上海开源芯片研究院(“开芯院”),对“香山”处理器核的后续进行产品化改建和后续更高性能的开源处理SoC(系统级芯片)构架的研制。目前,早已有超过10家企业基于前期的“香山”知识产权核linux命令vi,研制自己的SoC芯片。
据了解,RISC-V入围了去年《麻省理工科技评论》选出的“十大突破性技术”,也代表了新一轮芯片设计产业改革的浪潮。
中国科大学估算所副主任包云岗觉得,这样的浪潮中,有可能蕴育出一些新兴的领军企业。他以开源操作系统Linux为例:1991年,Linux通过开源模式开源系统cms,既形成了强悍的技术生命力,又有深远的产业影响。到明天,全球Linux系统每年安装量超过260亿,在全球的服务器操作系统中抢占了70%份额。“我们希望在芯片领域上面也能构建起像Linux这样的开源RISC-V核的主线,既能被产业界广泛应用,又能否支持学术界实现创新。”
中国科大学软件所副主任武延军,对“傲来”RISC-V原生操作系统的详尽情况做了说明。
为何要开发这样一个操作系统?“我们坚定地觉得,一个开放的RISC-V应当符合未来AIoT多场景的应用需求。因而对于操作系统来说,我们也须要自底向下建立与(RISC-V)处理器芯片相适配的操作系统。”他说。
武延军介绍,要建立面向RISC-V的原生操作系统开源系统cmslinux查看操作系统,须要做好多工作。具体包括板型支持包适配优化、内核的选型与适配、基础库优化、运行式环境、应用框架以及典型应用等。核心的要点,一是针对RISC-V指令集源码包的适配,二是针对RISC-V处理器本身的微构架全栈式优化,比如“香山”处理器的微构架设计,在RISC-V通用指令集上有额外的创新,也要做全栈式的优化。
“香山”开源高性能RISC-V处理器核、“傲来”RISC-V原生操作系统的发布,深受全球开源芯片社区高度关注,为我国在这一新兴技术领域的可持续发展奠定了重要基础。