作者 | 包永剛
編輯 | 李帥飛
阿里在2021雲棲大會期間阿里雲智慧總裁張建鋒宣佈了一個讓人意外的訊息，全棧開源平頭哥玄鐵RISC-V系列處理器。這是系列處理器與基礎軟體的全球首次全棧開源，也正是讓人意外的關鍵。
玄鐵RISC-V系列是已經擁有150多家客戶、超500個授權數，出貨超25億顆的國內應用規模最大的國產CPU IP。
玄鐵RISC-V系列處理器全棧開源，就意味著平頭哥將因為開源而損失IP授權費。平頭哥為什麼要犧牲短期利益推動RISC-V生態的發展？
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全球首次全棧開源處理器
與基礎軟體
RISC-V是一個源自伯克利大學的指令集，雖然指令集開源，但要用指令集設計出晶片，還有大量的工作，特別是設計出一款經過量產驗證的處理器。RISC-V社群有許多可免費下載的RISC-V處理器程式碼，但這些開源的設計許多都沒有經過矽驗證，這就意味著有大量漏洞。
使用RISC-V開源社群IP設計晶片的嘉楠科技創始人、董事長兼執行長張楠賡此前就對雷鋒網說，“使用RISC-V雖然省去不少IP授權費，但坑比較多，所以我們研發週期也會更長一些。”
平頭哥此次開源的玄鐵系列RISC-V IP，都是經過量產驗證的IP，包括玄鐵E902、E906、C906、C910，以及基於玄鐵的多作業系統的全棧軟體及工具。
值得單獨介紹的是玄鐵C910，這是一款高效能RISC-V IP，這款IP的架構將經過產品驗證的指令技術與RISC-V精簡指令技術融合，穩定性比原始RISC-V提升的同時，效能有平均20%的提升。而且，玄鐵C910能夠全面適配AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等作業系統，效能可以滿足5G、網路通訊、人工智慧、自動駕駛等領域需求，被超過百款晶片採用。
相比沒有經過量產驗證的開源IP，開發者透過平頭哥Github和晶片開放社群（Open Chip Community）下載的玄鐵原始碼既可以用於開發產品，也能用於RISC-V和晶片設計的學習。這是因為，平頭哥開源的IP具備完整的驗證和流片的條件，商業公司可以用開源IP設計產品。
同時，開源IP的模組拆分和命名規則都極其規範，程式碼有很強的可讀性，對於想要學習RISC-V和了解晶片設計的開發者有非常高的價值。
平頭哥副總裁孟建熠與雷鋒網交流時指出，“經過過去幾年的實踐，我們發現僅靠平頭哥推動RISC-V的發展力量遠遠不夠。所以我們把玄鐵開源，讓整個社群的開發者都能在開源的基礎上做軟硬體適配，推動RISC-V架構往更深層次演進。”
平頭哥過去幾年一直在努力推動RISC-V的發展，玄鐵C910 2019年面世之時就對外開放，可以下載其FPGA程式碼。隨後，平頭哥又推出了面向AIoT的一站式晶片設計平臺“無劍100 Open”，能夠提供集晶片架構、基礎軟體、演算法與開發工具於一體的整體解決方案。
“這次我們從IP到基礎軟體全棧開源，希望能給行業提供一個從RISC-V架構擴充套件，到SoC平臺適配，再到基礎軟體適配最佳化的體系。”孟建熠表示。
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為什麼犧牲短期營收？
全棧開源玄鐵處理器IP，一定會減少平頭哥的營收，但平頭哥選擇這樣做有多方面的考慮。
首先，推動開源硬體的發展本身就是在無人區探索，此前並沒有成功的案例。對於開發者而言，使用開源軟體有成本低的吸引力。但硬體開發流程複雜、時間週期長，試錯代價昂貴，只有經過驗證的開源處理器才可能被廣泛應用和接受。
“對於RISC-V這種開放架構，需要相比傳統授權更加開放模式，才能不斷支援創新的發展。” 孟建熠說，“RISC-V社群開源核不是稀缺資源，但如何讓這些開源核具有穩定、可靠和持續演進的能力，推動開源核與開源軟體的生態融合，以及讓這些開源核成為量產晶片是關鍵。”
平頭哥全棧開源玄鐵對整個生態有利，但此前已經獲得玄鐵IP授權的公司的權益如何保障？孟建熠說：“除了開源的核，我們還會持續推進RISC-V架構新技術的發展以及開發對應的新核，提供給我們的商業合作伙伴。”
更關鍵的問題是，作為一家商業公司，平頭哥全棧開源玄鐵IP犧牲短期利益，推動整個RISC-V生態發展的意義和目的何在？
“普通IP公司所有的回報來自IP授權費，阿里是從雲端一體的大生態來看待，思考也和普通IP公司有所不同，我們的生態需要更多定製化、普惠晶片連線我們的生態，進一步推動我們雲端一體的生態繁榮。”孟建熠表示。
“我們第一步考慮的是讓RISC-V的技術和生態更加完善，降低創新成本。當RISC-V生態成熟的時候，作為這個生態的推動者和建設者，阿里也會是這個生態的受益者之一。”
可以理解為，平頭哥開源全棧處理器IP，目的並非要與傳統晶片公司競爭，而是為了更好服務自身業務，保持競爭力。並且，半導體IP也不是一個值得阿里這樣體量公司爭搶的生意。
市場研究機構IBS的資料顯示，全球半導體IP市場將從2018年的46億美元增至2027年的101億美元，年均複合增速達9.13%。半導體IP公司幾乎都是小而美，即便是廣為人知的Arm，其2020年營收達到創紀錄的19.8億美元，相比晶片設計公司英特爾779億美元的年營收，差距明顯。並且IP公司需要長期持續的大規模投入，才能保持產品的競爭力。
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RISC-V晶片衝出IoT市場
既然阿里用更高的視角看待在RISC-V領域的投入，目標是端雲一體的大生態，以及RISC-V生態繁榮會帶來的機會，那RISC-V的發展情況值得關注。
RISC-V基金會執行長Calista Redmond曾透露，截至2020年底，全球範圍內RISC-V晶片（SoC、IP和FPGA）已推出93款，覆蓋了雲端、移動、高效能運算、機器學習、自動駕駛等產業。
實際上，RISC-V晶片應用最廣的是在邊緣的IoT市場。原因很簡單，RISC-V社群有許多免費的CPU IP，並且邊緣的IoT裝置所需的處理器對效能和軟體工具鏈的要求都不高，這就有利於RISC-V處理器的大規模應用和普及，包括MCU、藍牙、語音等晶片，中國市場尤其明顯。
“RISC-V在IoT市場的突破相對容易，中國的產業鏈優勢也在此。”孟建熠認為。
但RISC-V要成功必須突破對效能和軟體生態有更高要求的應用。平頭哥在這個過程中也發揮著重要作用，今年10月13日，平頭哥宣佈玄鐵910成功相容安卓系統，可執行Chrome瀏覽器等應用。
“我們的初衷是去驗證RISC-V處理器是否能承擔瀏覽器、Java這種互動很強應用的壓力。安卓的軟體棧很厚，透過移植，能夠進一步探索RISC-V架構的完整性和能力的極限。”孟建熠解釋。
Android 10系統順暢執行在平頭哥玄鐵910 RISC-V處理器上
相容安卓系統是RISC-V發展的一個重要里程碑，也是RISC-V邁向高效能計算的關鍵。
雷鋒網瞭解到，基於RISC-V的應用處理器（AP）正陸續推向市場，比如全志基於玄鐵C906核心的D1 AIoT開發板，支援64bit RISC-V指令集並支援Linux系統。更多RISC-V應用處理器的晶片和開發板也會陸續推出，這將進一步推動RISC-V向高效能市場拓展。
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寫在最後
RISC-V是相比x86和Arm是一個新興的指令集，憑藉其開放、靈活、低功耗等特點，RISC-V Foundation吸引了全球包括谷歌、阿里巴巴、三星、華為、英偉達、西部資料等500多家企業和機構成為其會員。
與巨頭公司只是將RISC-V晶片用於自家的產品之中不同，阿里平頭哥的RISC-V晶片不僅用於自研晶片之中，還對外提供RISC-V IP。如今，平頭哥全棧開源其經過量產驗證的IP產品，對於整個RISC-V生態的發展是一個重要的貢獻。
至於全棧開源IP產品之後，平頭哥未來的商業模式，目標是服務阿里的雲端一體的生態，但具體如何實現良性迴圈，平頭哥並沒有透露，應該也在不斷的探索，畢竟開源硬體目前還沒有成功的案例。
基於平頭哥對於RISC-V生態的貢獻程度，其有可能成為開源硬體領域的RedHat嗎？
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