倪光南详解RISC-V：探索中国开源芯片的未来

中国工程院院士倪光南

　　新浪财经讯 “第二十届高交会-中国高新技术论坛”于2018年11月14日-16日在深圳举行，本次论坛的主题为“坚持新发展理念、推动高质量发展”，中国工程院院士倪光南出席“颠覆性创新技术”主题论坛并演讲。

　　当前世界主要CPU被因特尔和ARM占据，倪光南希望国产RISC-V能够形成第三个力量，三足鼎立的形式存在。RISC-V产业联盟今年在9月在上海成立，希望在开源芯片领域做出成绩。现在开源软件已经大幅应用于生活产业中，RISC-V希望能实现开源芯片的方案。

　　过去，芯片设计需要上亿的研发费用，投入上百人，中小企业不易承担，而且也不一定能掌握发展的主动权。而开源芯片设计可望将芯片设计门槛大大降低，以至于3—5人的小团队在3—4个月内，只需几万元便能研制出一款有市场竞争力的芯片，从而将促进芯片产业的繁荣，能更好地支持人工智能等新一代信息技术和数字经济的发展。

　　以下为演讲实录：

　　倪光南：感谢有机会参加这个论坛，RISC-V这个很难翻的，我们讲讲它的介绍情况。

　　我们几天以前在乌镇的世界互联网大会上成立了一个中国开放指令生态，我觉得这个文字太文绉绉的，上面批下来的，我主张叫中国开源芯片联盟，刚刚主持人说字很难念，翻也不好翻，这是UC伯克利发明的，现在已经第五版了，在学术界来讲也是相当高的水平。我们知道在9月份上海已经成立了RISC-V的产业联盟，因为上海的集成电路产业联盟很多单位组成的，这两个联盟大家会协同来做，把中国的RISC-V的事情做起来，老百姓肯定主张说开源芯片，既然开源软件很成功，当前我们在新一代信息技术，在互联网的情况下，开源软件已经是主流了，BAT、亚马逊、谷歌都一样，中外的大型服务商都是基于开源为主要的，是不是芯片下基于开源的RISC-V的芯片是不是可能成为一个主流呢？我提出的问题还是需要时间来回答。

　　开源是一个开放模式，也是一个商业模式，是不是能取得成功时候？我们还是需要用时间来回答。

　　我们看世界CPU不是很多，我指的是高端CPU，全世界不会多，现在是两大类站稳脚跟，一个是因特尔还有一个是ARM的架构，全世界包括发达国家包括美国我还没有看到哪家做X86能够有成功的商业模式，能够成功地站住，中国不少人想做，但是我认为恐怕行不通，作为国之重器发达国家不会把这个知识产权让你很容易地取得。

　　ARM成功授权的商业模式，全世界做ARM的公司太多了，但是即使它有很好的商业模式，你可以去买授权，但是门槛也非常高；你要拿到架构授权ARM要收几亿，最差的不能修改拿来用的，我觉得几百万人民币可能还是要的，几百万到几个亿，这个门槛对于很多中小企业来讲，太高了。我们希望降低门槛，使得芯片更多地大众化，就像开源软件，一开源以后谁要做这个软件都可以做，芯片也可以做到这样多好。

　　RISC-V它的优势，我们知道它采用BSD的协议许可，真正做到免费开放，没有任何的知识产权风险，这当然很好，因为它发展得比较新，RISC-V指令集追求简约、丢弃历史包袱，支持模块化，性能十分优越，能够满足从微控制器到超级计算机等各种复杂程度的处理器需求。覆盖非常大的应用领域，支持FPGA、ASIC乃至未来器件等多种实现方式，同时能够高效地实现各种微结构，支持大量定制和加速功能，并与现有软件及变成语言良好设备。RISC-V由一个非盈利的基金会负责维护RISC-V指令集标准手册与架构文档，促进RISC-V阵营的交流和发展，共同营造其生态系统。

　　过去，芯片设计有时需要上亿研发费用，投入上百人年，中小企业不易承担，而且也不一定能掌握发展的主动权，开源芯片设计可望将芯片设计门槛大大降低，以至于3—5人的小团队在3—4个月内，只需几万元便能研制出一款有市场竞争力的芯片，从而将促进芯片产业的繁荣，能更好地支持人工智能等等新一代信息技术和数字经济的发展。我想对于我们下一步信息技术的发展，以及其他各行各业的发展将是非常大的推动，这个时候RISC-V应该是非常好的时机，我们希望它和其他的开源软件一样，将来如果和开源软件配合好，对世界是大好事情。

　　RISC-V基金有上百个会员，很多中国公司已经在里头，不是太多，但是已经很多了，中国刚开始介入这个，我们需要进一步加强。一个特点就是简约，它的手册就两百页，ARM有2700页，X862198页，你要学一个手册，工作量就不是一个数量级的，所以很适合大家掌握新的技术。

　　这个图也很有意思，因特尔86是几十年前做出来的，1978年诞生时有80条指令，到2015年增长了16倍，到了1338条指令，并且还在增长，我觉得我们现在RISC-V这个新的起点非常精简，真正把包袱丢掉了，对老的生态没有好处，新的领域重新开始有它的好处。

　　这个图比较一下他们的优势，模块化很重要，你可以按照你的需求，现在是整体不可分解的，RISC-V可以分解一些模块，你需要的模块可以变成你的要求，有利于非常快速开发出来，可拓展性也非常好，商业运作开源免费，没有知识产权的风险，生态是最大的弱小，但是好处，反正我们新一代的人工智能都还没有太成熟的生态，在这种情况下，我相信新的架构就比较容易切入，传统的生态不行，高性能，我们的应用特点是高性能，普适、可控等等，最大的问题就是生态的问题，专利不是问题，如果我们联盟加强协作可以比较好地控制。中国的开源芯片联盟，中国有它的好处，国家的支持，对于战略性新兴产业的支持，过去人才市场可能芯片产业门槛太高，能够做芯片的人少，现在有了开源芯片门槛一降低，成千上万人会投入到开源芯片的发展中，但是我们也需要一些规划，比如说一步一步做。

　　有一个很大的好处就是创新，X86和ARM有一些创新很难做，因为这个你主导不了，但是RISC-V有一个很大的好处，作为开源，我相信我们一些创新可以很容易在新的架构上体现出来，比如说中国科学院大学杨教授提出的一个安全的理论，各种各样的工具太多了，肯定不可能全部防止，但是超越授权的公司，这一轮他们认为可以完全防止，需要用操作系统等等构成，RISC-V就有一个机会，大家可以通过开源芯片评估安全是不是好，这就证明开源对于创新的一种有力的条件，我们希望通过RISC-V验证一下，包括安全性的创新是不是可行，开源软件可以原始创新，通过开源的模式可以更好地推广你的成果。

　　今天是2018年11月15日，我们认为是不是有一种可能，世界两大CPU已经被因特尔和ARM占据了，有没有可能其他的架构，目前很多架构我认为不太可能在世界上站住，如果RISC-V大家努力的话，当前的形式下，我们可能形成第三个力量，三足鼎立的形式，谢谢大家。

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责任编辑：谢长杉