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阿里在2021云棲大會期間阿里云智能總裁張建鋒宣布了一個讓人意外的消息，全棧開源平頭哥玄鐵RISC-V系列處理器。這是系列處理器與基礎軟件的全球首次全棧開源，也正是讓人意外的關鍵。
玄鐵RISC-V系列是已經擁有150多家客戶、超500個授權數，出貨超25億顆的國內應用規模最大的國產CPU IP。
玄鐵RISC-V系列處理器全棧開源，就意味著平頭哥將因為開源而損失IP授權費。平頭哥為什么要犧牲短期利益推動RISC-V生態的發展？
全球首次全棧開源處理器與基礎軟件
RISC-V是一個源自伯克利大學的指令集，雖然指令集開源，但要用指令集設計出芯片，還有大量的工作，特別是設計出一款經過量產驗證的處理器。RISC-V社區有許多可免費下載的RISC-V處理器代碼，但這些開源的設計許多都沒有經過硅驗證，這就意味著有大量漏洞。
使用RISC-V開源社區IP設計芯片的嘉楠科技創始人、董事長兼首席執行官張楠賡此前就對雷鋒網說，“使用RISC-V雖然省去不少IP授權費，但是我們研發周期也會更長一些。”
平頭哥此次開源的玄鐵系列RISC-V IP，都是經過量產驗證的IP，包括玄鐵E902、E906、C906、C910，以及基于玄鐵的多操作系統的全棧軟件及工具。
值得單獨介紹的是玄鐵C910，這是一款高性能RISC-V IP，這款IP的架構將經過產品驗證的指令技術與RISC-V精簡指令技術融合，穩定性比原始RISC-V提升的同時，性能有平均20%的提升。而且，玄鐵C910能夠全面適配AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系統，性能可以滿足5G、網絡通信、人工智能、自動駕駛等領域需求，被超過百款芯片采用。
相比沒有經過量產驗證的開源IP，開發者通過平頭哥Github和芯片開放社區（Open Chip Community）下載的玄鐵源代碼既可以用于開發產品，也能用于RISC-V和芯片設計的學習。這是因為，平頭哥開源的IP具備完整的驗證和流片的條件，商業公司可以用開源IP設計產品。
同時，開源IP的模塊拆分和命名規則都極其規范，代碼有很強的可讀性，對于想要學習RISC-V和了解芯片設計的開發者有非常高的價值。
平頭哥副總裁孟建熠與雷鋒網交流時指出，“經過過去幾年的實踐，我們發現僅靠平頭哥推動RISC-V的發展力量遠遠不夠。所以我們把玄鐵開源，讓整個社區的開發者都能在開源的基礎上做軟硬件適配，推動RISC-V架構往更深層次演進。”
平頭哥過去幾年一直在努力推動RISC-V的發展，玄鐵C910 2019年面世之時就對外開放，可以下載其FPGA代碼。隨后，平頭哥又推出了面向AIoT的一站式芯片設計平臺“無劍100 Open”，能夠提供集芯片架構、基礎軟件、算法與開發工具于一體的整體解決方案。
“這次我們從IP到基礎軟件全棧開源，希望能給行業提供一個從RISC-V架構擴展，到SoC平臺適配，再到基礎軟件適配優化的體系。”孟建熠表示。
為什么犧牲短期營收？
全棧開源玄鐵處理器IP，一定會減少平頭哥的營收，但平頭哥選擇這樣做有多方面的考慮。
首先，推動開源硬件的發展本身就是在無人區探索，此前并沒有成功的案例。對于開發者而言，使用開源軟件有成本低的吸引力。但硬件開發流程復雜、時間周期長，試錯代價昂貴，只有經過驗證的開源處理器才可能被廣泛應用和接受。
“對于RISC-V這種開放架構，需要相比傳統授權更加開放模式，才能不斷支持創新的發展。” 孟建熠說，“RISC-V社區開源核不是稀缺資源，但如何讓這些開源核具有穩定、可靠和持續演進的能力，推動開源核與開源軟件的生態融合，以及讓這些開源核成為量產芯片是關鍵。”
平頭哥全棧開源玄鐵對整個生態有利，但此前已經獲得玄鐵IP授權的公司的權益如何保障？孟建熠說：“除了開源的核，我們還會持續推進RISC-V架構新技術的發展以及開發對應的新核，提供給我們的商業合作伙伴。”
更關鍵的問題是，作為一家商業公司，平頭哥全棧開源玄鐵IP犧牲短期利益，推動整個RISC-V生態發展的意義和目的何在？
“普通IP公司所有的回報來自IP授權費，阿里是從云端一體的大生態來看待，思考也和普通IP公司有所不同，我們的生態需要更多定制化、普惠芯片連接我們的生態，進一步推動我們云端一體的生態繁榮。”孟建熠表示。
“我們第一步考慮的是讓RISC-V的技術和生態更加完善，降低創新成本。當RISC-V生態成熟的時候，作為這個生態的推動者和建設者，阿里也會是這個生態的受益者之一。”
可以理解為，平頭哥開源全棧處理器IP，目的并非要與傳統芯片公司競爭，而是為了更好服務自身業務，保持競爭力。并且，半導體IP也不是一個值得阿里這樣體量公司爭搶的生意。
市場研究機構IBS的數據顯示，全球半導體IP市場將從2018年的46億美元增至2027年的101億美元，年均復合增速達9.13%。半導體IP公司幾乎都是小而美，即便是廣為人知的Arm，其2020年營收達到創紀錄的19.8億美元，相比芯片設計公司英特爾779億美元的年營收，差距明顯。并且IP公司需要長期持續的大規模投入，才能保持產品的競爭力。
RISC-V芯片沖出IoT市場
既然阿里用更高的視角看待在RISC-V領域的投入，目標是端云一體的大生態，以及RISC-V生態繁榮會帶來的機會，那RISC-V的發展情況值得關注。
RISC-V基金會首席執行官Calista Redmond曾透露，截至2020年底，全球范圍內RISC-V芯片（SoC、IP和FPGA）已推出93款，覆蓋了云端、移動、高性能運算、機器學習、自動駕駛等產業。
實際上，RISC-V芯片應用最廣的是在邊緣的IoT市場。原因很簡單，RISC-V社區有許多免費的CPU IP，并且邊緣的IoT設備所需的處理器對性能和軟件工具鏈的要求都不高，這就有利于RISC-V處理器的大規模應用和普及，包括MCU、藍牙、語音等芯片，中國市場尤其明顯。
“RISC-V在IoT市場的突破相對容易，中國的產業鏈優勢也在此。”孟建熠認為。
但RISC-V要成功必須突破對性能和軟件生態有更高要求的應用。平頭哥在這個過程中也發揮著重要作用，今年10月13日，平頭哥宣布玄鐵910成功兼容安卓系統，可運行Chrome瀏覽器等應用。
“我們的初衷是去驗證RISC-V處理器是否能承擔瀏覽器、Java這種交互很強應用的壓力。安卓的軟件棧很厚，通過移植，能夠進一步探索RISC-V架構的完整性和能力的極限。”孟建熠解釋。
Android 10系統順暢運行在平頭哥玄鐵910 RISC-V處理器上
兼容安卓系統是RISC-V發展的一個重要里程碑，也是RISC-V邁向高性能計算的關鍵。
雷鋒網了解到，基于RISC-V的應用處理器（AP）正陸續推向市場，比如全志基于玄鐵C906核心的D1 AIoT開發板，支持64bit RISC-V指令集并支持Linux系統。更多RISC-V應用處理器的芯片和開發板也會陸續推出，這將進一步推動RISC-V向高性能市場拓展。
寫在最后
RISC-V是相比x86和Arm是一個新興的指令集，憑借其開放、靈活、低功耗等特點，RISC-V Foundation吸引了全球包括谷歌、阿里巴巴、三星、華為、英偉達、西部數據等500多家企業和機構成為其會員。
與巨頭公司只是將RISC-V芯片用于自家的產品之中不同，阿里平頭哥的RISC-V芯片不僅用于自研芯片之中，還對外提供RISC-V IP。如今，平頭哥全棧開源其經過量產驗證的IP產品，對于整個RISC-V生態的發展是一個重要的貢獻。
至于全棧開源IP產品之后，平頭哥未來的商業模式，目標是服務阿里的云端一體的生態，但具體如何實現良性循環，平頭哥并沒有透露，應該也在不斷的探索，畢竟開源硬件目前還沒有成功的案例。
基于平頭哥對于RISC-V生態的貢獻程度，其有可能成為開源硬件領域的RedHat嗎？
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