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中国工程院院士倪光南:Intel(x86)、ARM、RISC-V未来将三分CPU天下

时间:2018-12-02来源:互联网 作者:编辑 点击:
在2018创新者年会上,中国工程院院士倪光南认为:未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一,从而在CPU领域形成Intel(x86)、ARM、RISC-V三分天下的格局。 演讲/ 倪光南 中国工程院院士 在

在2018创新者年会上,中国工程院院士倪光南认为:未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一,从而在CPU领域形成Intel(x86)、ARM、RISC-V三分天下的格局。

演讲/倪光南 中国工程院院士

在2018创新者年会上,中国工程院院士倪光南发表了《中国开源芯片(RISC-V)的前景》的演讲。

1、从市场的反映来看,绝大多数的软件服务商,像中国的BAT,或者亚马逊、谷歌、facebook等中外的服务商基本上都基于开源。

2、开源芯片的好处在于能够按市场需求进行升级,并且降低芯片业创业的门槛。

3、RISC-V有很多好处,比如模块化、可扩展、成本低,未来的发展需要扬长避短。

4、未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一,从而在CPU领域形成Intel(x86)、ARM、RISC-V三分天下的格局。

以下为倪光南院士现场演讲整理:

女士们,先生们,上午好!很高兴有机会来参加创新者年会,以及第四届创新奖颁奖典礼。我谈一下在芯片方面新的发展,希望我这个题目《中国开源芯片(RISC-V)的发展》能够为我们中国网信领域的发展,或者说各行各业的发展提供新的动能。

大家知道芯片很重要,最近出现的芯片潮流叫做开源芯片,当时我们申请这个联盟的时候,网信办批的叫做“中国开放指令生态(联盟)”,我就说不如叫中国开源芯片联盟,还比较通俗一点,也比较容易说。这个原文英文可以翻译成“精简指令集第五版”,但是太长,一般我们就是叫RISC-V。

为什么说开源重要?现在互联网中那么多服务,那么大的巨头企业,所依托的后台服务平台的软件支撑绝大部分都是开源软件,即开放源代码的软件。一般来说软件分为两类:一类是源代码开放的,一类是源代码不开放的。两类没有好坏之分,是不同的商业模式。但是从市场的反映来看,绝大多数的软件服务商,像中国的BAT,或者亚马逊、谷歌、facebook等中外的服务商基本上都基于开源,说明什么问题呢?说明它有它的好处。

第一个好处就是它能够让我们的服务商按照市场的需求做升级。假如买的商品软件不是开源的,如果请提供商升级版本,假如提供商不升级就没有办法升级你服务的版本,你的服务就没有办法升级,那你怎么和竞争对手竞争?开源软件当中所有好处中的第一位就是可以自己发展,不受制于人。

芯片这方面也有开源的,但是由于GPL许可证的原因,不易产业化。现在开源用的许可证是非常宽松的BSD许可证,谁都可以把开源CPU的代码拿下来,自己学了以后加以定制、改造、剪裁变成自己所用的芯片,你可以自己创新,推出自己的芯片,没有任何限制,不用交任何的钱,唯一需要做的就是声明一下我是用了RISC-V。这种许可证非常适合于创新发展,特别对于中国来讲,我们国家提倡大众创业、万众创新,非常适合中国双创的要求,所以我们非常支持。

目前在我们数字领域最复杂的往往就是CPU,CPU的世界形势怎么样?在网信领域垄断性非常强。比如手机,只有两种,不是安卓,就是苹果。目前世界上来看,能够站稳脚跟的CPU只有两种,第一种是英特尔架构(X86架构),历史悠久、生态成熟,性能指标各方面都很好,美中不足的这个架构就是全世界只有美国两家公司(英特尔和AMD)能做,别人不能做吗?没有现成的商业模式作为支撑。所以我认为只有这两家能做,谁要想做,对不起,现实可能会证明你不太可能达到你的目的,因为你拿不到授权。

第二种是ARM架构,这个大家比较熟悉,我没有精确统计,中国至少几十家在做,历史很长,生态也成熟,特别是在移动领域是垄断的,比如手机一定是ARM的CPU。有什么美中不足呢?中国也有很多公司做得很好,唯一不足的地方是代价比较大,一般来讲你要是拿到授权,我们说不同的条款是商业秘密,每家公司不一定一样。

比如说最高的你要拿到架构授权,可以任意修改,是要付代价的,我估计需要有几个亿,一般公司没有那么多钱;比较低的,也需要几百万人民币,可以买一个黑盒子来用,但不能修改,也不能自己改进。事实上,即使几百万对于中小型团队来讲还是不小的负担,如果你想修改、发展,对不起,没有几个亿别做了。我们希望有新的CPU出现,更适合于中国市场大多数中小企业,或者创新团队,有他们需要的CPU技术出现。

所以我们可以看到,开源芯片对于我们有很大的好处,因为可以大大降低我们的芯片业创新门槛。如果我们现在用这样的CPU支撑我们的创新,支撑AI等等新一代信息技术,将会是非常有利的。

我刚才已经讲了,一个中小企业有可能几个人的团队花了几万块钱,花几个月推出一个定制的,比如说是区块链定制的、AI定制的、机器人定制的、物联网定制的等等芯片,中小公司都可能做出来的,而不需要花几百万、几个亿,花几年的时间去做。我们希望把新的开源芯片潮流引入中国,符合我们国家战略发展的要求,符合我们国情。

RISC-V的好处,第一,简单。这个CPU是新出来的,在我们信息领域往往认为新的比老的好,可以把很多东西简化。

比如你要看一个芯片的介绍手册,RISC-V的差不多是200页,ARM差不多2000多页,新手要学芯片喜欢学哪种?当然学RISC-V,学2000多页太辛苦了。同样功能的芯片,RISC-V的面积最小,意味着什么呢?价格最低,而且成品率会高,越小越好,这个优势是比较明显的。

最老牌的CPU是英特尔架构,1978年已经开发出来了,那时的英特尔架构有80条指令,现在多少条指令呢?它在不断增加,一个月要增加几条指令,按照这个趋势下去,现在就这么多条了,再几年要有2000条了,这个包袱太重了,英特尔的CPU要兼容,1978年到现在40年了,40年的时间,老产品都得兼容,所以它的包袱太重。

这些是大概从技术上可以看到RISC-V的很多好处:模块化、可扩展、成本低,缺点则是没有生态,毕竟英特尔经过40年的发展,已经积累了那么多生态。所以,RISC-V要扬长避短,不在传统领域里面,比如说电脑、移动,不和英特尔和ARM在这种领域竞争,而是去占新的市场,比如人工智能等等。新一代信息技术也够大了,大家不要认为这些新的领域没有传统领域大。

2007年以前智能手机一台也没有,现在智能手机光中国就有13亿台,人工智能的设备、机器人、物联网、5G、云计算、大数据这些新一代技术覆盖的领域可能比现成的领域还要大。在新一代信息技术领域,我们的优势就有了,劣势就避免了,这就是扬长避短。

新一代信息技术将把RISC-V推向前进,我们也成立了前面提到的联盟,帮助中国企业和创新团队掌握这个技术。RISC-V是一个开源的机制,而开源在软件方面已经取得了很大的成功,刚才已经讲到成本低、开放,还有一个很重要的,是原始创新。

在初级阶段企业使用开源学习,很快企业能力提高了,我们参与到开源组织里面,可以做更多的贡献和创新。谁说开源不能有原始创新?当然可以引进、消化、吸收再创新,开源也是可以做原始创新的,问题是你有没有真正投入。

举个例子,RISC-V在中国怎么做出贡献?比如我们可以在安全方面做出新的贡献。中国科学院大学杨力祥教授的团队,提出了一个新的安全理论,就是说现在病毒非常猖狂,安全是大问题,将来人工智能的芯片也会受到各种各样的攻击。为了避免这个攻击,传统手段当然有,但是很麻烦,他们提出一个理论,在多样的攻击中,其中有一类超越权限的攻击是最主要的,最多的,他们这个体系就能防止这类攻击。

所以这个也是很好的创新,它需要硬件、软件支持,正好结合RISC-V就可能按照他们的理论构建一个安全的芯片,配上安全的操作系统。这种芯片在物联网、智能家居、AI中间应用就可能就是最好的防御,比其他系统能更好地防御黑客的网络攻击,提供更安全的应用,这是很好的方案,我们将作为中国方面对于RISC-V的贡献,将来也会开放给全世界。

最后我们看一下,如果按照这条道路走下去会怎么样呢?我刚才讲了世界CPU两大流派已经站住了,我们今天不妨预料一下,相信几年以后,3、5年,或者更多年以后,将会有3驾马车、三足鼎立在CPU领域,除了老的英特尔架构、ARM以外,第三个就是新兴的,刚才我介绍的RISC-V。

在外观上,当然可以打任何的商标,因为基于这个许可证谁都可以打自己的商标,但是在内部用了RISC-V,中国的、世界的科技工作者所贡献的架构。总之,三足鼎立将会是CPU的大势所趋,谢谢大家。

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