倪光南：开源RISC-V促进新质生产力发展_新浪财经

　　6月17-18日，2024首届中国（重庆）智能汽车基础软件生态大会暨第三届中国汽车芯片高峰论坛在重庆召开。本次大会以“基础共筑，开源启航”为主题，由中国汽车工业协会、重庆市经济和信息化委员会主办，中国电子科技集团有限公司联合主办，普华基础软件股份有限公司、中国电科芯片技术研究院、西部科学城智能网联汽车创新中心协办，西部科学城重庆高新区管委会承办，旨在为我国汽车软件和芯片产业发展搭建高端务实的专业交流平台，分享创新成果，打造产业生态，构建开源、开放、创新的生态体系，助推汽车产业高质量发展。其中，在6月18日上午举办的高峰论坛上，中国工程院院士倪光南发表精彩演讲。

　　以下内容为现场发言实录：

　　尊敬的各位领导，嘉宾，女士们，先生们，大家好，非常高兴来参加首届中国智能汽车基础软件生态大会，暨第三届汽车芯片的高峰论坛，我给大家分享的题目是《开源RISC-V促进新质生产力发展》。

　　首先，开源RISC-V可以促进新质生产力是因为RISC-V是新一代信息领域芯片的指令集架构，它是采用开源的模式。因为它技术架构新、先进、又是开源的，这就会极大推动全球芯片产业技术创新和发展，成为产业发展的新模式和新动能。这样就可以对于新质生产力发展起很大的推动作用。

　　下面我们看一下开源现状，开源已经进入了蓬勃发展的时代，开源技术生态非常庞大，开源模式在实践中显示出了强大的生命力。在软件领域，开源已经成为全球产业的共识，是软件发展的主要动力。通过很多数据显示，我们发现越新的信息行业，开源的比重越大，和传统闭源代码相比，开源已经占了主流发展趋势，这种模式已经从软件领域发展到了硬件领域。开源促进了协同、共享，是科学开放精神在信息技术领域的体现。中国已经是开源大国，我们开发者人数和全球贡献度仅次于美国，位居全球第二。尽管看起来我们的规模已经很大，但这与我们14亿人口的大国相比还远远不够，我们要从开源大国向开源强国发展。

　　开源已经从软件进入硬件领域，今天给大家介绍的是开源RISC-V，这是一种新的芯片精简指令集架构，是2010年由美国加州伯克分校David Patterson教授团队发布。它的开放程度非常高，采用宽松的BSD的开源许可证，目前已经得到了全球70多个国家、4000多会员单位、上万的开发者的加入，并且数量还在不断的增长。

　　新一轮科技革命，我们看到了人类对算力的需求在不断增长的同时，需求也开始越开越个性化的发展，开源RISC-V是满足当前万物互联和人工智能时代的很好选择。我举两个定律，摩尔定律和登纳德定律，我们发现随着工艺制程的提高，比如28纳米、14纳米、7纳米，5纳米等等，我们看到红色的是理想的摩尔定律增长趋势，而蓝色部分显示是实际情况远远不能达到理论高度，显然摩尔定律遇到了天花板。右边另一个定律——登纳德定律，我们开始认为集成电路芯片性能提高，它的单位面积功耗不变，而实际中功耗不能维持不变。这种情况之下，处理器的增长也遇到了瓶颈，这里显示最近40年来处理器的速度提高情况，开始比较快，上世纪80年代每年有22%增长，到了本世纪降下来了，最近几年基本上很难增长，工艺并没有达到预期效果，这就需要我们用一些新的技术去解决。

　　RISC-V顺应了这个需求，如何突破处理器性能瓶颈问题。RISC-V有两大优势，一是技术优势，作为一个新架构，首先它的技术很简单，手册来讲，ARM有两千多页，RISC-V只有两百多页，很容易使工程师掌握这个技术；其次采用模块化，干净简洁并易扩展，可根据需求进行定制。二是开源模式。采用开源开放模式，RISC-V拥有开源模式和开放标准的固有优势，RISC-V架构现在正在国际开源基金会中蓬勃发展。作为一个开源模式，现在基金会得到了各国的支持，中国是基金会中非常重要的贡献者。这有很大的好处，可以让好的技术更广泛的使用，得到各个国家、组织、企业、科研院所、高校等各方面的拥抱，这符合信息技术发展的趋势，满足了用户的需求。

　　根据咨询公司Cartner的估计，他认为到2029年这种架构会占到整个处理器的大概25%左右份额，我们预测这是非常可能达到甚至超越这一预测。

　　作为基础软件来讲，RISC-V也是给了我国一个很好的机遇，RISC-V是一个新架构，基础软件也需要为此进行改变，原有的基础软件生态都适合于X86架构，ARM架构。RISC-V基础软件在整个生态里面非常重要，我们要不断的培育和发展壮大，最终我们希望形成一套RISC-V的基础软件，至少不能很多，多种会导致生态分散，无法形成强大的生态体系，也省得大家重复造轮子，减少不必要的浪费。同时也有利于防止碎片化发展，因为BSD许可证很宽松，谁都可以拿许可证发展自己的芯片，你的产品不一定都要开源。所以防止碎片化有效的措施，就是基础软件共用，以防止出现更多的架构，不利于生态发展。

　　在基础软件领域我们看一下指令集架构与基础软件的关系，指令集架构是在计算系统中硬件与软件之间分界线和交互规范标准，指令集架构是基础软件生态的起始原点。基础软件是应用和应用之间的桥梁，要控制不同应用，必须通过基础软件。我们把基础软件比喻成生态的催化剂和粘合剂。用户和开发者之间是通过基础软件粘合起来，所以基础软件起着承上启下的作用。基础软件和产业的关系，无论谷歌、亚马逊、微软、苹果他们的共同特点，都是做基础软件。

　　基础软件是整个生态的核心点，随着RISC-V基础软件的发展，根据X86和ARM传统架构的经验，芯片的发展带动了微软、谷歌、亚马逊、苹果等软件巨头的发展。随着我们聚焦RISC-V基础软件的发展，中国也可能有机会催生出一些新的软件产业巨头，现在中国很多企业，像中国电科都在积极发展RISC-V的基础软件，对我国发展基础软件来讲是非常好的机会，对我们建设科技强国也具有非常重要的意义。

　　RISC-V引领技术创新，架构上可以有自定义的扩展指令集，这是实现DSA的有效途径。DSA是面向特定领域的架构。我们可以理解为面向特定领域的加速器。我们可以专门为特定领域定制。随着产业领域不断拓展，每个领域都有不同需求，需求越来越多样化。在AIoT的新时代下，以往的信息时代是软件定义需求，硬件很难定义，这是因为硬件的投入很大，开发周期很长。RISC-V采用模块化又支持自定义扩展指令集，非常容易扩展，可以面向特定领域需求，可以用很短的开发周期。所以未来硬件被定义也有可能用RISC-V来实现，对于智能汽车的发展，硬件和软件有机结合能够更好地适应智能网联汽车多样化的需求。RISC-V自定义扩展指令，目前经过一些公司量产已经证明非常有效，和基础软件配合起来，芯片可以面向特定领域进行优化，远远超过了过去传统的性价比。

　　从Soc到Chiplet技术发展，给汽车芯片应用也提供了一个新的路径，我们可以把各种小芯片封在一起，这有什么好处呢？可以更好地提高性价比，提高良率，缩短开发周期，大大降低成本。未来小芯片估计将会大大发展，增速非常快。过去单系统芯片（SOC）是非常流行的，大家希望把更多的功能集中进去，所以Sip就是把整个系统放在一颗芯片上。但这就带来一个很大的问题：芯片大了很难生产，良率很低，成本大大提高。如果一个芯片上集合很多小芯片，而这些小的芯片不一定都是非常贵的，我们看图片右边是过去的一颗大芯片，左边是采用很多小芯片组合起来的，有7纳米、5纳米的，14纳米等等，可以根据你的需要自主选择，采用Chiplet技术这样大大降低成本，减少开发周期、对于可靠性方面、性价比方面都有很大的好处，我想这应该是未来的发展趋势，用最小的代价满足最大的需求。我们可能即将迎来需求定义硬件的时代。

　　对于汽车芯片来讲，这方面我是外行，我提出来供大家参考，综合的意见，不一定对，不当之处大家指正。现在的汽车芯片几百个芯片用分布的架构，目前来讲倾向于域控架构，进一步还提出域控+中央计算架构，每个域控加在一起可能几百个芯片，还需要中央计算有强大的算力。总之，汽车芯片的数量大、功能复杂、算力要求高，车规级MCU的市场有很大的需求。根据估计，中国市场2023年40亿美元，同比增长17%，我相信这种趋势还会继续增长。

　　目前，国际一些知名的厂商，比如高通、博世、英飞凌、NXP等这些头部汽车芯片厂商联合宣布，成立一家RISC-V公司，并以汽车市场为首个发力点。短期来看，RISC-V已经实现控制芯片，车规芯片，安全芯片等的架构替换。还有很多厂商开始用于车身、动力、底盘等高性能RISC-V芯片。RISC-V在智能网联汽车的应用还处于早期阶段，尚未实现大规模上车，未来我们期待RISC-V芯片、尤其是融合RISC-V、DSA、扩展指令集、Chiplet及其互联技术等新架构、新技术、新工艺的定制化芯片，将会促进智能网联汽车产业的欣欣向荣。

　　总的来说，未来世界主流CPU可能出现三种主要架构，X86、ARM以及新的RISC-V。中国的RISC-V芯片，特别是新领域，例如在智能汽车领域，完全有可能用RISC-V来承担起新的使命。

　　小结一下，芯片技术是信息技术领域的关键核心技术，希望我国聚焦RISC-V发展中国芯片产业。有助于在新时期发展我国主流CPU，发展我国基础软件和推动我国从开源大国走向开源强国。我们应发挥中国新型举国体制优势，超大规模市场优势和人才优势，大力支持开源创新，通过积极拥抱开源融入全球科技创新网络和科技治理，大力推动RISC-V生态繁荣，为世界主流CPU发展贡献中国智慧，中国力量。谢谢大家。

　　（注：本文根据现场速记整理，演讲嘉宾已审阅）