經(jīng)濟觀察報 記者 錢玉娟 被視為“AI（人工智能）風向標”的英偉達GTC 2024（NVIDIA GPU技術大會2024），時隔5年后終于回歸線下。

北京時間3月19日凌晨，當英偉達CEO（首席執(zhí)行官）黃仁勛面對萬人觀眾亮出首款Blackwel架構(gòu)的芯片B200時，因其可以處理數(shù)萬億個參數(shù)的模型，計算的AI性能是H100的五倍，使得這一AI芯片被冠以“地表最強”。

從架構(gòu)到處理器，從自研能力到應用場景，英偉達的成功也被歸益于生成式人工智能的發(fā)展。

但在物聯(lián)網(wǎng)與人工智能領域擁有20多年經(jīng)驗、現(xiàn)任萬物云管理合伙人兼首席科學家的丁險峰看來，英偉達的市值從20年前以Bilion（十億美元）計到現(xiàn)在以Trilion（萬億美元）計，能實現(xiàn)1000倍的增長，“本質(zhì)并不是它的芯片與其他芯片差異化有多大，英偉達的成功，其實是它的CUDA（一套通用并行計算架構(gòu)）生態(tài)的成功”。

原來，圍繞自研的并行計算平臺和API（應用程序編程接口），英偉達構(gòu)建起了一個CUDA生態(tài)，且進入這一生態(tài)的、要與相關軟件兼容的第三方GPU（一種專用處理器）公司，需要接受英偉達提出的條款要求。“生態(tài)一旦建立，之后便會勢不可擋。”丁險峰說。

實際上，越來越多的中國芯片產(chǎn)業(yè)人意識到，生態(tài)差距才是需要打破的那道墻。于是，以阿里巴巴為代表的科技巨頭們闖入半導體產(chǎn)業(yè)斥資造芯，在解決中國算力困境的過程中，還把目光聚焦在了RISC-V（第五代精簡指令集）架構(gòu)上，意在CPU（中央處理器）領域構(gòu)建起一個新的生態(tài)。

路徑選擇

RISC-V是一種指令集架構(gòu)，作為軟件和硬件之間的關鍵技術，由圖靈獎得主大衛(wèi)·帕特森（David　Patterson）領導團隊研發(fā)，并在2010年宣布對外開源，免費提供給高校師生、開發(fā)者、創(chuàng)業(yè)者以及商業(yè)公司，供他們使用并進行開發(fā)。

除了開源，RISC-V還具備簡潔、靈活和可拓展性，更適配智能硬件的開發(fā)需求，能降低芯片設計廠商的開發(fā)成本與時間消耗。

中國工程院院士倪光南指出，當前CPU市場主要被x86架構(gòu)（一種計算機處理器架構(gòu)）與ARM架構(gòu)（一種計算機處理器架構(gòu)）壟斷，中國芯片產(chǎn)業(yè)要想打破局面，實現(xiàn)自主可控，“基于開源的RISC-V架構(gòu)發(fā)展創(chuàng)新將是機遇”。

此前，指令集架構(gòu)作為芯片成型的起始，一直以來都被英特爾的x86架構(gòu)以及英國的ARM架構(gòu)壟斷。

英偉達曾經(jīng)想收購ARM公司，但以失敗告終。之后，ARM被軟銀集團納入麾下。但軟銀集團不能維持ARM的正常經(jīng)營，又將其推向資本市場。自ARM架構(gòu)被帶入桌面級市場后，x86架構(gòu)的優(yōu)勢逐漸消失，市場份額急速下滑。包括高通、蘋果、華為等在內(nèi)的巨頭企業(yè)，都高度依賴ARM公司的架構(gòu)授權。

但ARM架構(gòu)并非不可替代。阿里巴巴布局芯片產(chǎn)業(yè)之初，就把目光瞄準在了RISC-V架構(gòu)上。

丁險峰過去在阿里云擔任首席智聯(lián)網(wǎng)科學家，他還曾作為芯片策略組長，深度參與了阿里巴巴在解決中國算力瓶頸方面的相關研發(fā)工作。

6年前，阿里巴巴收購杭州芯片設計企業(yè)中天微系統(tǒng)有限公司，將業(yè)務整合成立平頭哥半導體芯片公司，先后面市“含光”“倚天”“羽陣”等系列芯片，從而落實算力普惠這件事。

上述焦點之外，阿里巴巴在CPU領域尤其是RISC-V生態(tài)方面的布局，卻被忽視了。

孟建熠曾是平頭哥副總裁，他還是阿里巴巴達摩院RISC-V芯片業(yè)務的負責人。據(jù)他回憶，在2018年達摩院選擇RISC-V技術路線之初，內(nèi)部存在不同意見，“我們做自研架構(gòu)是有基礎的，但要轉(zhuǎn)到RISC-V架構(gòu)上，沒有看到未來的商業(yè)可能”。“商業(yè)化想要走得快，背后需要的投入更大。”孟建熠也知道，取代一種架構(gòu)非常難。但未來一定存在一個合理趨勢，即三種架構(gòu)持續(xù)并存，各有自身優(yōu)勢的應用場景。在討論了好幾個月后，孟建熠說服了團隊走下去。

2019年，達摩院第一款RISC-V處理器玄鐵C910面市。至今，這一自研處理器家族已有9款產(chǎn)品，成為國內(nèi)RISC-V領域市場占有率最大的處理器IP（知識產(chǎn)權）系列。

官方并未給出玄鐵處理器在行業(yè)內(nèi)的具體市場份額占比。但在3月14日舉行的2024玄鐵RISC-V生態(tài)大會上，達摩院院長張建鋒給出了這樣一組數(shù)據(jù)：玄鐵處理器IP在全球合作授權客戶超300個，授權數(shù)超過800個，量產(chǎn)出貨超過40億顆。

產(chǎn)品商業(yè)化能力展現(xiàn)的同時，張建鋒也指出玄鐵處理器的下一步演進路徑：向PC端、設備端等更高端算力的方向提升。

產(chǎn)業(yè)迎考

國內(nèi)一家芯片企業(yè)創(chuàng)始人黃文雋，一直在國產(chǎn)GPU架構(gòu)方向展開自研。提及玄鐵處理器，因其多用于控制嵌入式系統(tǒng)操作，普遍應用于IoT（物聯(lián)網(wǎng)）領域，不免被他吐槽，“很簡單的芯片處理器，幾分錢一顆，沒有技術含量”。

基于RISC-V架構(gòu)開發(fā)的處理器產(chǎn)品，初期確實會被詬病“低性能”“應用窄”。

但軟件解決方案提供商——江蘇潤和軟件股份有限公司項目經(jīng)理魏明沖，在玄鐵RISC-V生態(tài)大會的展區(qū)，向記者現(xiàn)場演示了基于RISC-V架構(gòu)和開源操作系統(tǒng)，團隊在智慧交通領域落地的終端解決方案。在流暢的實時畫面背后，魏明沖說，是玄鐵的高性能處理器滿足了端側(cè)對圖像、音視頻處理等系列需求。

提及高性能算力芯片，市場的聚光燈往往投注在英偉達、高通等企業(yè)及相關產(chǎn)品身上，“它們也都經(jīng)歷了從低性能產(chǎn)品升級進化的過程”，魏明沖希望扭轉(zhuǎn)外界對玄鐵的認知偏見。

會上，張建鋒并不否認玄鐵處理器的多款產(chǎn)品應用于嵌入式系統(tǒng)，但他補充說，在這一應用變得普及后，玄鐵處理器在新型算力方面也有突破。

以過去一年發(fā)布的三款處理器為例，玄鐵C907作為全球首次實現(xiàn)針對AI拓展的處理器，其端到端的性能直接提升了7倍；升級后的玄鐵C920，AI性能也提升了4至6倍；玄鐵R910則專注在實時領域，代表RISC-V在要求更高的自動駕駛或機器人等領域，進行適配和普及。

因RISC-V指令集免費授權、成本低，“可以讓很多芯片廠商甩掉歷史包袱”，在魏明沖看來，降低開發(fā)成本，避免未來可能被限制的風險，是開源指令集的優(yōu)勢所在。

為研發(fā)更高性能的算力芯片，一家名為知合計算的高性能通用可擴展處理器研發(fā)商，正與達摩院展開合作，孟建熠成為背后的關鍵人物。

去年10月，告別平頭哥副總裁一職，孟建熠獨立創(chuàng)業(yè)，成為知合計算的CEO。“希望RISC-V走得更快點”的孟建熠，選擇到阿里巴巴的下游去做事。

深度參與玄鐵處理器產(chǎn)品從前期規(guī)劃到更高性能提升的過程后，如今，孟建熠作為玄鐵RISC-V生態(tài)的一員，想與達摩院一起解決行業(yè)難題，“現(xiàn)在缺少真正能夠在RISC-V產(chǎn)業(yè)里面大規(guī)模量產(chǎn)且高性能的芯片”。

會上，達摩院宣布，除了朝AI加速、低功耗、安全等方面升級迭代玄鐵的產(chǎn)品線，還計劃于今年內(nèi)推出下一代處理器C930，為RISC-V向更高性能的探索奠定基礎。張建鋒認為，AI爆發(fā)帶來新型算力需求的激增，“RISC-V發(fā)展正迎來蝶變，產(chǎn)業(yè)即將進入應用爆發(fā)期”。

如今，李春強接過擔子，成為帶隊達摩院玄鐵RISC-V團隊的資深技術專家。“大家認為RISC-V是為AI而生的架構(gòu)。”李春強介紹，團隊通過擴展指令定義的方式，把CPU和AI的算力融合起來，使得AI的算法模型可以快速、便捷地跟RISC-V高效融合。“AI原生時代具有擴展性，也需要讓更多的硬件資源具備計算能力。”在孟建熠看來，RISC-V天生就應該做好這件事。

而從高性能處理器的角度分析，想要把技術能力拉出來，“邊界到底在哪里？”孟建熠認為，這個問題不單單考驗著達摩院的玄鐵團隊，包括知合計算以及更多芯片、系統(tǒng)、軟件、終端等產(chǎn)業(yè)下游的整個玄鐵生態(tài)，都需要有所反饋，這樣RISC-V才會成為一個正向循環(huán)的體系。

重塑生態(tài)

如何讓開源的指令集RISC-V實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)落地，這是孟建熠、李春強以及玄鐵RISC-V團隊一直以來的任務。

“在指令集的標準制定或參與，以及處理器之外，還要在工具、操作系統(tǒng)相關的軟件方面做很多研發(fā)工作和資源投入。”李春強認為，玄鐵不只要“打地基”，還要在跟產(chǎn)業(yè)鏈合作的過程中，成為RISC-V生態(tài)構(gòu)建的“牽引線”。

李春強介紹，玄鐵已經(jīng)與國產(chǎn)操作系統(tǒng)openKylin（開放麒麟）、OpenAnolis（龍蜥社區(qū)）、openEuler（歐拉系統(tǒng)）、OpenHarmony（開源鴻蒙）等有深度合作，還與國際上的Ubuntu（一個操作系統(tǒng)）、Debian（一個社區(qū)）等在RISC-V方向展開緊密的結(jié)合，“安卓系統(tǒng)和我們在三四年前就啟動了跟RISC-V的融合”。

孟建熠在參加2024玄鐵RISC-V生態(tài)大會前夕，曾登錄GitHub（一個面向開源及私有軟件項目的托管平臺），對與三大架構(gòu)（x86架構(gòu)、ARM架構(gòu)以及RISC-V架構(gòu)）相關的項目數(shù)據(jù)展開搜索。他發(fā)現(xiàn)與RISC-V架構(gòu)相關的項目，已經(jīng)超過ARM架構(gòu)相關項目的三分之一。

雖是后來者，RISC-V架構(gòu)發(fā)展的后勁十足。2022年，采用RISC-V架構(gòu)的處理器實現(xiàn)全球出貨規(guī)模100億顆。相較之下，各個架構(gòu)從提出到出貨規(guī)模以百億計，英特爾x86架構(gòu)歷時幾十年，ARM用時17年才實現(xiàn)。

羅馬不是一日建成的。張建鋒總結(jié)，到目前為止，RISC-V的發(fā)展超越了很多人的期望，“市場增長率遠遠高于以前的傳統(tǒng)架構(gòu)，年均復合增長率保持在40%以上”。

RISC-V的旺盛生命力還反映在開源社區(qū)中。成立于2015年的RISC-V基金會，從最初只有17名會員，發(fā)展到2024年已有4000名會員。

張建鋒看到，全球超過70個國家和地區(qū)投入到RISC-V產(chǎn)業(yè)中，印度甚至將RISC-V定為國家的發(fā)展戰(zhàn)略。RISC-V能否長成一個成熟生態(tài)，張建鋒認為，關鍵在于其生態(tài)是否足夠繁榮。

黃文雋的合作伙伴，也有做RISC-V的芯片企業(yè)，他的理解是，開源開放的RISC-V生態(tài)必然是“覆蓋全球的大生態(tài)”。從技術到產(chǎn)品齊頭并進的迭代，“是按照摩爾定律的節(jié)奏在演進。”但黃文雋也看到事情的另一面，“RISC-V的市場太碎片化了”。

當前，芯片領域的架構(gòu)生態(tài)會切入服務器、桌面、移動端這三大類，黃文雋分析認為，玄鐵主要做的是比移動端還小的嵌入式處理器，這就必然會讓做元器件、系統(tǒng)等硬件、軟件的廠商有其獨立的生態(tài)。

區(qū)別于x86、ARM在企業(yè)級市場的應用，“RISC-V現(xiàn)在顯然不能滿足應用需求”，黃文雋還表示，ARM的授權方式是自身把生態(tài)做起來，讓大家都好用，為每一個場景賦能，但RISC-V是開放授權，這就意味著生態(tài)里的參與者各做各的。

在玄鐵RISC-V生態(tài)大會上，一位行業(yè)人士也向記者證實了這一點，盡管行業(yè)內(nèi)有RISC-V基金會牽頭，國內(nèi)推動構(gòu)建RISC-V生態(tài)的阿里巴巴和中國科學院也有交互，但“基本上是各搞各的”。談及原因，他只留下四個字：商業(yè)利益。

與下游廠商一起推動產(chǎn)業(yè)軟硬件的生態(tài)建設，李春強沒有回避“錢”的問題，他認為其中最關鍵的就是“讓我們的合作伙伴在RISC-V的生態(tài)圈里真正賺到錢”。

姜懷所在的公司，正在利用大模型開發(fā)企業(yè)級AI應用，他個人也對玄鐵RISC-V的開源架構(gòu)生態(tài)有所關注。“好不好用。”他又將看似簡單的四個字展開解釋，開發(fā)者看得更多的是“能不能賺到錢，有沒有企業(yè)買單，競爭對手多不多，架構(gòu)生態(tài)能否為我們的目標服務”。

實際上，達摩院以及玄鐵團隊也清楚，當RISC-V面向更多不同的應用后，就會面臨標準化、碎片化等難題。

一年前，孟建熠把RISC-V比作日出，以形容新架構(gòu)及生態(tài)的光芒已初步照亮了東方。當時，他也強調(diào)，“做RISC-V的人不能孤立存在”。

一年后，張建鋒站在臺上呼吁：“RISC-V要真正走向主流系統(tǒng)，需要更多的標準化，也要更多的生態(tài)參與進來。”

走在芯片自主創(chuàng)新之路上的黃文雋認為，“RISC-V是中國芯片產(chǎn)業(yè)的機遇”是沒法證偽的課題。但他認為，生態(tài)是合力構(gòu)建的結(jié)果，從目前行業(yè)現(xiàn)實看，中國RISC-V生態(tài)仍在建設過程中，任重道遠。

采訪的最后，丁險峰說他更相信“時間的力量”，從海外一些大廠動輒數(shù)十年去做大做強生態(tài)的例證看，“不搞十年，怎么可能有生態(tài)”。細數(shù)達摩院玄鐵RISC-V團隊誕生至今的歷程，丁險峰覺得，“過了五年沒死，就很重要”。

（文中黃文雋系化名）