无剑联盟,RISC-V商业化闭环的临门一脚

无剑联盟,RISC-V商业化闭环的临门一脚

作者 | 包永刚

编辑 | 王    川

“要不要适配RISC-V?这应该是个很复杂的工作。”达摩院玄铁团队刚找到钉钉团队有些犹豫。

经过深入沟通,最终钉钉团队被达摩院团队说服,决定适配RISC-V。

在双方合作完成了对钉钉3.5 万源文件,20+三方库的编译,突破了关键软件框架兼容性等工作之后,钉钉成为了首个在RISC-V上跑通的商用IM产品,钉钉 IM、钉钉文档、钉钉视频会议功能都能够平稳运行。

“原来适配RISC-V没有想象中那么难。”钉钉团队发现万事开头难。

钉钉适配RISC-V的经验很快被应用到其它商业。阿里达摩院举办的2024玄铁RISC-V生态大会上,达摩院院长张建锋宣布福昕PDF、搜狗输入法等商业应用软件首次在基于玄铁RISC-V的处理器上跑通。

至此,RISC-V已经完成了从IP、处理器,到操作系统适配,再到跑通商业软件,RISC-V的生态正在成熟,基于高性能RISC-V处理器的应用不断涌现。

2024玄铁生态大会上,基于玄铁RISC-V处理器的开源笔记本电脑“如意BOOK”亮相。

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达摩院院长张建锋

张建锋表示,“随着新型算力需求激增,RISC-V发展迎来蝶变,即将进入应用爆发期。达摩院将持续加大RISC-V的研发投入和生态共建,推动行业上下游协同创新发展。”

此时整个RISC-V行业都在思考,如使用RISC-V掘金?

达摩院给出的答案是——无剑联盟,这个探索RISC-V产业合作的新范式将如何加速RISC-V的产业化落地?

狂奔6年,RISC-V首次跑通商业软件

从2019年首款玄铁910发布,到如今钉钉、福昕PDF、搜狗输入法等商业软件在RISC-V上跑通,达摩院玄铁团队花了6年时间,让RISC-V进入了产业化闭环的最后一环。

为什么说跑通商业软件才进入RISC-V产业化闭环的最后一环?RISC-V只是一个开源指令集,要将指令集变成好用的商品,需要有用户可以直接使用的商业软件,这需要有从IP核,到处理器,再到操作系统的支撑,这背后是一系列艰难的历程。

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达摩院玄铁团队早在2017年就开始研究芯片,2019年玄铁910的推出,打破了当时RISC-V处理器性能的天花板。

这对于技术积淀丰厚的玄铁团队来说并非难事,此后达摩院不断丰富RISC-V系列处理器产品家族,拥有了从低功耗、低成本到高性能、高能效的C、E、R系列的9款RISC-V处理器产品家族,出货已经超过40亿颗。

但想要基于玄铁IP设计处理器,依旧有很高的门槛。

为了降低开发难度,缩短产品研发周期,帮助客户设计出定制化芯片,达摩院玄铁团队推出了高性能异构、软硬件全栈芯片设计平台无剑芯片设计平台。

无剑芯片设计平台之上,还有剑池编译及开发工具,达摩院全栈的软件能力降低了RISC-V处理器的开发难度,但要实现落地绕不开操作系统。

RISC-V适配操作系统,不再是简单的技术挑战。

达摩院技术专家回忆,“我们是最早推动RISC-V兼容安卓的公司,这是给安卓做贡献,安卓表示欢迎,可是连安卓贡献者许可协议(CLA)都签不了。”

达摩院玄铁团队没放弃继续投入,2021年投入了很多的资源,重点进行内核、编译工具、基础库等与安卓系统做适配和优化,把性能调到最优。

2022年,谷歌与阿里达成公司层面的CLA,玄铁RISC-V移植安卓的代码被安卓AOSP社区收录进系统源代码,这是安卓官方首次对RISC-V架构的原生支持,玄铁团队功不可没。

为了加深彼此的了解与合作,达摩院玄铁团队派代表到美国与安卓团队负责人交流。

即便签下了CLA,安卓团队的负责人说,“我们曾经也适配过Arm之外的架构,后来我们投入了不少资源,最后这个架构还是没用起来,这个事情很难。”

安卓团队负责人的一盆冷水,没有浇灭达摩院玄铁团队对RISC-V的热情,继续投入资源,在做完RISC-V对安卓的大部分兼容性测试后,安卓团队的态度发生了明显变化。

“再次见到安卓团队负责人时,他的态度明显变得热情了。”达摩院玄铁团队也发现,安卓负责与达摩院对接的工程师,此时已经有一个很大的团队在做RISC-V兼容。

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2023年10月,谷歌正式官宣安卓全面支持RISC- V架构。在适配安卓的过程中,阿里巴巴累计进行了12万余行代码的修改,对73万余个testcase做了测试。

张建锋透露,今年下半年,市面上就会有第一款基于RISC-V和安卓的终端设备。

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2023年的玄铁生态大会,重点展示了玄铁基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配,包括安卓、Linux、OpenHarmony、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、deepin、openKylin、创维酷开系统、RTT等操作系统。

完成与操作系统的适配并不意味着就拥有了全部的功能,商业软件还需要重新编译适配。”达摩院技术专家指出。

这就出现了开头的故事,达摩院团队在集团内部的钉钉也碰壁,作为一个坚韧的团队,达摩院玄铁团队耗时近一年说服并完成了钉钉适配玄铁RISC-V处理器,这个经验被用到了适配福昕PDF,适配时间大幅缩短到不到一个月。

狂奔6年后,达摩院玄铁团队终于将RISC-V从IP牵引到了商用软件开始适配,扫清了RISC-V在各个领域落地从硬件到软件生态的障碍。

无剑联盟,实现RISC-V产业化的新范式

如何使用RISC-V掘金?这是RISC-V参与者都在探寻的答案。

与RISC-V落地需要从IP到商业软件的各个环节对应,RISC-V的产业化也需要不同组织的共同努力。

RISC-V International负责标准的制定。2023年6月由谷歌、英特尔、平头哥等13家企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE”负责软件实现并贡献给社区,推动RISC-V生态的成熟。

加速RISC-V商业落地,也需要一个组织。

2024年玄铁生态大会上达摩院发起成立的无剑联盟恰逢其时,无剑联盟将通过构建开放、协同、普惠的RISC-V芯片服务体系,加速RISC-V产业化进程,首批成员有Arteris、芯昇科技、新思科技、Imagination、中国电信研究院、青岛海尔科技等头部企业及机构。

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小编(公众号:小编)了解到,2019年玄铁团队就牵头成立了IP平台联盟,成员覆盖了基本的模拟IP及常用的高速接口IP企业,这是无剑联盟的雏形。经过玄铁团队五年的实践探索,以及RISC-V生态和商业的逐步成熟,「无剑联盟」在2024年正式成立,首批成员包括从IP、EDA供应商,到网络、工具链优化及应用公司在内的芯片产业链上下游的公司,覆盖了更为丰富的生态圈层,都是已经与玄铁团队有深度合作,且在业界有影响力的公司。

无剑联盟希望通过业界有影响力公司的成功合作案例,为业界提供RISC-V落地成功案例和经验,联盟成员之间会在技术和商业上进行紧密合作。

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比如,基于达摩院无剑600芯片设计平台,无剑联盟内的成员会先做好芯片的配置,大幅降低RISC-V芯片的开发难度。

Imagination和玄铁实现GPU和CPU高性能异构算力架构;Arteris与玄铁合作保证Arteris Ncore和FlexNoC片上网络互联IP及SoC自动化集成技术与玄铁RISC-V系列产品的互操作;玄铁与新思科技合作,做好基于玄铁处理器进行仿真、调试、验证,大幅缩短产品验证及上市时间,显著降低风险。

开发RISC-V的难度更低,无剑联盟内的芯片的需求方比如中国电信也能更方便地定制芯片。

达摩院芯片专家打了个比方,以前终端产品只能基于现有的芯片搭建产品,颗粒度很粗,有了无剑联盟,可以从更上游的阶段参与输入,甚至到指令集层面,颗粒度变得很小,可以做出有差异化的产品,实现在大闭环层面的产业创新。

这样看来,无剑联盟里EDA、IP的提供商能共同服务好SoC设计的客户,SoC设计公司能够加速产品上市时间,因为联盟内有明确的客户,SoC设计公司能够设计出更符合需求的芯片,客户也能进一步定制化芯片提升产品的竞争力,EDA、IP公司也能及时得到客户的反馈更好迭代产品,形成一个多赢的良性循环。

作为一个RISC-V产业合作的新范式,无剑联盟将首先聚焦在和业界有影响力的公司共同打造RISC-V产业化闭环的范例,补齐RISC-V产业化的最后一环,后续将持续吸引更多产业链公司加入,加速RISC-V产业化落地。

一旦RISC-V的产业化实现闭环,能进一步促进整个生态的投入,激发基于RISC-V的创新,RISC-V也将迎来蓬勃发展。

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RISC-V在5G、AI高性能市场潜力巨大

硅谷芯片传奇Jim Keller在2024玄铁生态大会的演讲中指出,“RISC-V的潜力无限。例如,未来我们会迎来前所未见的AI软件应用,而RISC-V有望打造出下一代的AI引擎。”
知合计算CEO孟建熠说,“其它架构因为有兼容性问题,很难为了大模型快速迭代。RISC-V开放且灵活,还有低功耗和高能效的优势,这是架构优势,我们正在跟进。”

基于RISC-V的AI芯片已经渗透到多个行业。

在电力行业,AI巡视不仅能够更好地保障电网稳定运行,也能节省不少人力,国网智芯公司基于玄铁处理器研发面向工业应用的高能效、高安全、高可靠的AI芯片,用于变电智能巡视、源网荷储协同调度等场景,对于数智化电网建设发挥着积极作用。

ICT行业同样对于芯片有巨大需求,中国电信研究院采用玄铁RISC-V研发云桌面、AI边缘盒子等新硬件,打造“端-边-云”全面应用,带来全新的AI体验。

消费电子也是RISC-V不可错过的巨大市场。在智慧屏刚兴起的时候,创维酷开团队找到了达摩院玄铁团队,想看看是否有合适的方案。达摩院团队把具有软硬件全栈能力的曳影1520提供给了酷开团队。

“客户发现我们的产品不仅有很高的通用计算能力,智慧屏全新的语音识别、手势识别也能直接用RISC-V CPU的AI能力处理,不需要单独AI加速器,他们非常惊喜,双方也顺利展开了合作。”达摩院技术专家对此印象深刻。

RISC-V还在探索在AI应用能力的上限。达摩院还和中国科学院软件研究所合作的“如意BOOK”,基于性能强大的玄铁C910处理器,在openEuler操作系统上流畅运行钉钉、Libre Office等大型办公软件,首次打通了从底层芯片到操作系统到商用软件的RISC-V全链路。

RISC-V的灵活性在AI时代还有更大的发挥空间,在金融、机器人、5G等市场同样有很大的潜力。

在对安全性要求极高的金融行业,润开鸿联合达摩院在玄铁RISC-V上更好地发挥了OpenHarmony分布式技术应用优势,已经在金融、交通等行业落地。

机器人也是一个极具潜力的市场,这一市场可能会出现全新的操作系统,没有历史包袱且灵活RISC-V具备优势。亚博智能基于玄铁处理器的Mlik-V Meles开发板研发SLAM建图与避障导航小车,首次将RISC-V带入了ROS机器人领域。

5G也是RISC-V拥有优势的场景。比科奇芯片研发副总裁沈钲指出,“能效比是RISC-V的优势,并且得益于玄铁做好了上层的操作系统适配工作,使用RISC-V在客户的层面可以做到几乎无感。

2023年,玄铁IP的授权达到了高峰,并且授权核心从以往的MCU为主,转向了高性能核心为主,围绕玄铁处理器,一个蓬勃生长的RISC-V协同创新生态雏形已初步形成。

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倪光南院士已连续第二年参加玄铁RISC-V生态大会,他说:“我们应加大开源贡献,推动开源创新,与世界协同,促进RISC-V生态繁荣,推动构建世界主流CPU领域新格局。”

作为国内RISC-V领域的一面旗帜,达摩院继续为RISC-V投入。

玄铁系列将面向低功耗、AI加速、车规及安全领域全面迭代升级。玄铁C907首次实现矩阵运算(Matrix)扩展,为未来AI加速计算提供更多选择。

下一代处理器C930也将于今年内推出。小编

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