以全球视野谋划和推动开源RISC-V生态发展

倪光南

中国工程院, 北京100088

  倪光南，中国工程院院士，中国科学院计算技术研究所研究员。联想集团首任总工程师，主持研发联想式汉卡和微机。研究方向为计算机及其应用。

  这几年来，我国各界越来越重视开源RISC-V架构，认为中国可聚焦于RISC-V发展“主流CPU”（即在世界市场上占据主要份额的CPU）。目前垄断这一市场的是美国企业控制的x86和ARM架构CPU，未来有可能参加角逐的是RISC-V，这是美国加州伯克利分校David Patterson教授（图灵奖获得者）的团队于2010年发布，至今在全世界深受欢迎。RISC-V设计先进，采取开源开放模式，并适合新一代信息技术领域“需求定义软件，软件定义硬件”的“定制化”趋势。

1 RV++生态的形成

  当前我们正面临百年未遇之大变局。中国业界显然无需维护现存主流CPU的垄断地位，借开源RISC-V兴起之机，打造世界主流CPU 市场新格局。尤其是中国拥有的超大规模市场优势和人才优势，可以为RISCV生态发展提供重大贡献。RISC-V作为CPU指令集（ISA）其先进性在业界已有公论，但今后RISC-V能否成功，能否跻身于世界主流CPU行列，关键取决其生态（ecosystem）的成败。历史上，伴随着互联网时代应运而生的“Wintel”（Windows+Intel）生态，支撑了x86 CPU；后来，伴随着移动互联网时代兴起的“AA”（Android+ARM）生态，支撑了ARM CPU；预计未来随着人工智能（AI）、物联网（IoT）等新一代信息技术的发展，有可能会逐渐形成新的、支撑RISC-V CPU的生态，我们可以将这种新生态描述为“RV++”。

  “RV++”中的“RV”是RISCV的缩写，代表一套指令集，包括指令集和基本扩展集。一直以来，RV开源社区在“RISC-V国际基金会”（现改名为RISCV国际协会，即RVI）主持下，聚集世界上无数开源工作者（包括中国在内），开放合作协同创新，使RV开源社区发展迅速，成为RV生态发展的核心。

2 RV++生态的内涵

  “RV++”中的第一个“+”代表1套基础软件。在“Wintel”和“AA”生态中，强调了一个操作系统，而在“RV++”中，强调了一套基础软件。基础软件中当然包括操作系统，不过这些年基础软件发展很快，CPU实际上需要一整套基础软件的支持，而不仅仅是操作系统，基础软件可包括固件、虚拟化、操作系统、程序语言、编译器、基础库、开发组件、运行组件、异构计算、兼容支持……十余项根技术。

  一般地，基础软件规模大，开发周期长，且大多属于开源软件，因此发展RV的基础软件，不必从零开始，而应在现存的开源基础软件上进行扩展、完善。这一工作可以依托开源基础软件社区，通过世界范围的协同创新，发展出一整套对RISC-V优化的基础软件。RISC-V指令集允许全世界任何单位与个人免费使用，虽有利于商业化，但也易导致碎片化，所以在构建RV++生态中，要强调“1套基础软件”，既可避免重复投入，也有助于防止碎片化。不久前，中国科学院软件研究所推出的PLCT基础软件已经被世界上多家RISC-V芯片所采用，这说明“1套基础软件”是符合客观需求的。

  “RV++”中的第二个“+”代表N种“定制化”的芯片，即面向N种应用场景进行定制设计的芯片，这体现了RISC-V易于扩展和定制的优势，能更好地适应AI、IoT等丰富的应用场景，取得更高的性价比、能效比。

  N种“定制化”的芯片，实际上就是将RISC-V引伸到各个应用领域。普遍认为，新一代信息技术领域有“定制化”芯片的需求，对此RISC-V具备强大的竞争力。

3 RV++应用领域及建设根本

  现在看来在传统领域，“RV++”生态不容易替代传统的“Wintel”或“AA”生态。而在AI、IoT、智联汽车等新兴领域，RISC-V的开放性、设计简洁性以及低功耗等优势容易体现出来，恰恰是在这些新市场上，中国可以发挥自己的优势推进RV++生态发展，尽快把RISC-V推上世界主流CPU舞台，形成x86、ARM 和RISC-V三分天下的格局。

  RV++生态建设的每个部分都离不开人的因素，为此，应当将RISC-V人才培训放在优先地位。党的二十大报告中提出，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。人才是实现民族振兴，赢得国际竞争主动的重要支撑，也是RV生态建设的根本。

4 结论

  开源是世界的，也是中国的。拥抱开源、学习开源、用好开源符合历史潮流，符合国家战略、符合人民利益。希望各界在中国主流CPU 发展上聚焦开源RISC-V，与世界开发者协同创新、反对垄断、反对遏制，为构建人类命运共同体贡献中国智慧、中国方案、中国力量！

http://www.kjdb.org/CN/Y2024/V42/I2/1