阿里平頭哥的芯片，造得怎么樣了？

　　過去幾年，科技公司跨界造芯已經(jīng)不是新鮮事。

　　從科技巨頭、算法公司、甚至車企，都在下場造芯。最近風靡互聯(lián)網(wǎng)的ChatGPT，其背后的獨角獸公司OpenAI，也在近期宣布造芯。

　　在這些跨界造芯的公司中，阿里巴巴平頭哥是起步最早的企業(yè)之一。

　　3月2日，平頭哥在上海舉辦了首屆玄鐵RISC-V生態(tài)大會。現(xiàn)場有數(shù)百家使用RISC-V的企業(yè)和機構(gòu)，上午的活動更是座無虛席，許多人站在會場兩側(cè)和后方，舉著手機拍攝觀看。除了平頭哥的產(chǎn)品進展匯報，現(xiàn)場還有英特爾、Imagination、創(chuàng)維酷開、算能、云知聲等同行、下游合作伙伴的分享。

　　平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠回想2016年*次參與RISC-V相關(guān)的討論會，已經(jīng)過去七年時間，他談到，“當時更多是學(xué)術(shù)討論，而今現(xiàn)在已經(jīng)從學(xué)術(shù)技術(shù)變成了產(chǎn)品、商業(yè)”。

　　2018年就開始布局RISC-V的平頭哥，現(xiàn)在做的怎么樣了?

　　01出貨量已經(jīng)超過25億顆

　　阿里造芯最早可以追溯到2015年。當時，互聯(lián)網(wǎng)造芯浪潮初現(xiàn)，阿里巴巴宣布與中天微合作研發(fā)云芯片架構(gòu)。兩年后，阿里成立達摩院，芯片就是其核心研究方向之一。

　　隨后，阿里造芯開始加速。2018年4月，阿里全資收購中天微。9月，時任阿里巴巴CTO、達摩院院長的張建鋒宣布，將達摩院芯片研發(fā)團隊與中天微團隊合并，成立平頭哥芯片公司。

　　平頭哥的新團隊有兩條研發(fā)主線，一邊是利用ARM的IP為阿里云數(shù)據(jù)中心研發(fā)芯片，在云端提供普惠算力，也即現(xiàn)在的倚天系列和含光系列；另一邊集中在RISC-V處理器架構(gòu)的研發(fā)，比如玄鐵系列，主要應(yīng)用是在AIoT領(lǐng)域。

　　大眾對于ARM芯片更為熟悉，現(xiàn)在人手一部的手機里面，無論是iPhone，還是華為、小米，都裝了一顆基于ARM架構(gòu)的芯片。這家此前被孫正義的軟銀集團收購的英國芯片公司，差一點被英偉達收購，交易流產(chǎn)之后如今正在尋求上市。

　　相比成熟的ARM，RISC-V還是一個年輕的“后輩”。2010年，加州大學(xué)伯克利分校的David Patterson教授團隊領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)了RISC-V指令集，并宣布對外開源，任何企業(yè)、開發(fā)者都可以免費使用它。2015年，RISC-V由國際基金會運營，這一技術(shù)開始從高校走向產(chǎn)業(yè)界。

　　平頭哥的RISC-V業(yè)務(wù)線，就是在這樣的背景下發(fā)展起來，而且進展很快。2019年7月，不到一年的時間，平頭哥便交出*顆RISC-V處理器芯片玄鐵910，比當時業(yè)界*的RISC-V處理器性能高40%以上。隨后不久，平頭哥又發(fā)布面向AIoT的一站式芯片設(shè)計平臺“無劍100 Open”，提供集芯片架構(gòu)、基礎(chǔ)軟件、算法與開發(fā)工具于一體的整體解決方案。

　　2021年10月，平頭哥開源玄鐵系列RISC-V處理器，包括玄鐵E902、E906、C906、C910，以及多操作系統(tǒng)(AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等)的全棧軟件及工具。這是平頭哥系列處理器與基礎(chǔ)軟件的全球首次全棧開源。

　　2022年11月云棲大會上，平頭哥發(fā)布全新RISC-V高能效處理器玄鐵C908。玄鐵C908計算能效較業(yè)界同性能處理器提升超20%，更能滿足低碳時代的算力需求，可用于智能交互、多媒體終端、AR/VR、無線通訊等場景。

　　平臺哥已經(jīng)在AIoT領(lǐng)域與許多公司達成了合作。創(chuàng)維酷開、網(wǎng)易有道、海爾智家、云知聲等公司，與平頭哥玄鐵RISC-V處理器在計算視覺、智能家居、數(shù)據(jù)存儲、工業(yè)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)通信、生物識別和信息安全等領(lǐng)域已經(jīng)有了具體應(yīng)用。

　　截止2021年底玄鐵CPU出貨量已經(jīng)超過25億顆。

　　平頭哥的眾多成果，離不開其經(jīng)驗豐富的核心團隊。

　　孟建熠是平頭哥的代表人物之一，曾任中天微副總經(jīng)理、總工程師，工作期間曾調(diào)入復(fù)旦大學(xué)任研究員，完成了國內(nèi)*個產(chǎn)業(yè)化的自主32位嵌入式CPU指令系統(tǒng)，以及高中低多款國產(chǎn)自主嵌入式CPU。2018年平頭哥成立后，他擔任平頭哥公司副總經(jīng)理，同時也是RISC-V中國峰會主席。

　　孟建熠在媒體專訪中透露，“今年可能會發(fā)布新產(chǎn)品”。

　　02 RISC-V的機會是什么？

　　RISC-V是在x86與Arm“兩座大山”的夾縫中成長起來的開源架構(gòu)。

　　在PC時代，Intel x86架構(gòu)芯片稱霸了數(shù)十年，其性能無可挑剔，但Intel x86架構(gòu)并不對外授權(quán)，全球僅有AMD等少數(shù)幾家公司可以使用這一架構(gòu)研發(fā)芯片。

　　移動互聯(lián)網(wǎng)時代，ARM憑借低功耗優(yōu)勢以及比x86生態(tài)更開放的授權(quán)模式，構(gòu)建了軟硬件生態(tài)，尤其是在芯片硬件層面，ARM向芯片設(shè)計企業(yè)授權(quán)指令集和處理器核，芯片公司借此機會快速發(fā)展，但核心技術(shù)依舊受制于人的事實并未改變。

　　AIoT市場的爆發(fā)改變了這樣的格局，這一階段定制化、專用化的芯片成為新的趨勢，RISC-V因為其開放、簡潔、模塊化、可定制、可擴展的特性，所有開發(fā)者、創(chuàng)業(yè)者、高校師生、商業(yè)公司都能基于RISC-V便利地開發(fā)自己的處理器，特別適合當前萬物互聯(lián)的智能硬件的發(fā)展需求。

　　中國RISC-V生態(tài)已經(jīng)初具規(guī)模。2022年，采用RISC-V架構(gòu)的處理器已出貨100億顆，其中有一半來自中國。從誕生開始到100億顆處理器，英特爾x86架構(gòu)花了幾十年，ARM花了17年，而RISC-V只用了12年的時間。

　　有數(shù)據(jù)預(yù)測，到2025年RISC-V處理器將突破800億顆。

　　RISC-V之父、圖靈獎得主David Patterson見證了RISC-V生態(tài)的發(fā)展，他表示：“RISC-V是一個全球現(xiàn)象，有超過60個國家的開發(fā)者們在研究它，在亞洲，許多知名企業(yè)、學(xué)術(shù)機構(gòu)、行業(yè)協(xié)會都參與使用，包括嵌入式、各類型計算機、大型主機等都會涉及，我認為，3到5年后，RISC-V將無處不在!”

　　造出芯片只是*步，要想應(yīng)用到不同場景還需要大量的生態(tài)建設(shè)。如同中國工程院院士倪光南提到的，“RISC-V的生態(tài)的成長，主要展現(xiàn)在軟件生態(tài)、應(yīng)用生態(tài)、開發(fā)者生態(tài)三個方面”。

　　生態(tài)建設(shè)1.0階段，是圍繞CPU、芯片、開發(fā)工具、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用等單一軟硬件技術(shù)棧進行的技術(shù)創(chuàng)新。進入生態(tài)建設(shè)2.0階段，RISC-V生態(tài)逐漸往標準化、規(guī)�；�的方向大步前進，同時，處理器生態(tài)與操作系統(tǒng)生態(tài)之間的壁壘打破，合作更為緊密且深入。

　　芯片架構(gòu)和操作系統(tǒng)的深度融合，是提升計算性能的關(guān)鍵，也是繁榮生態(tài)的基本路徑。基于玄鐵RISC-V處理器，平頭哥已基本完成國際及國內(nèi)主流操作系統(tǒng)與RISC-V的全適配，包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龍蜥、統(tǒng)信、openKylin、創(chuàng)維酷開系統(tǒng)、RTT等操作系統(tǒng)。

　　例如，平頭哥與中科院軟件所的合作，共同優(yōu)化了如意SDK，在不同的操作系統(tǒng)上可提供一站式的軟硬件適配服務(wù);與網(wǎng)易有道的合作中，互相打通生態(tài)，讓技術(shù)創(chuàng)新突破了軟硬件壁壘。

　　最值得一說的是在RISC-V與安卓系統(tǒng)的打通上，平頭哥于2020年8月開始著手這一工作，增補修改了12萬余行代碼，測試了73萬余個testcase，最終完成了安卓10及12操作系統(tǒng)的流暢運行。2022年6月，谷歌與平頭哥達成公司層面的貢獻者許可協(xié)議，雙方就安卓系統(tǒng)支持RISC-V架構(gòu)等工作進行技術(shù)合作和分享;2022年12月，谷歌官方宣布安卓支持RISC-V指令集架構(gòu)。

　　RISC-V不僅僅局限于終端市場，依托在阿里云的實踐，平頭哥還積極推動RISC-V在云端服務(wù)器場景的應(yīng)用。

　　2022年8月，平頭哥與阿里云、中科院軟件所PLCT實驗室等專注服務(wù)器操作系統(tǒng)的開源龍蜥社區(qū)成立RISC-V架構(gòu)聯(lián)合小組，推動RISC-V向云計算和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域發(fā)展，為阿里云“一云多芯”策略注入了新鮮血液。在首屆玄鐵RISC-V生態(tài)大會上，算能科技推出64核玄鐵RISC-V服務(wù)器芯片，讓業(yè)界看到了RISC-V處理器在云服務(wù)場景的可能性。

　　孟健熠預(yù)計，五年之后玄鐵有望推出專注于服務(wù)器場景的產(chǎn)品，屆時RISC-V芯片將廣泛地應(yīng)用在云場景下。

　　03 巨頭造芯戰(zhàn)

　　本次平頭哥玄鐵大會的目的是RISC-V開源生態(tài)的交流。

　　開源需要長時間的建設(shè)，在「甲子光年」去年的文章《》里提到，一般來說，新技術(shù)在最開始的時期無人知曉，同時需要投入較多的人力，一般這個階段是高校和科研機構(gòu)使用。而后將有一些創(chuàng)業(yè)公司、科技巨頭加入嘗試，有了產(chǎn)品和商業(yè)化之后，該領(lǐng)域本來的巨頭也會加入，這時新技術(shù)就達到了成熟階段。

　　阿里巴巴平頭哥在RISC-V的發(fā)展中就屬于科技巨頭加入，而這樣的巨頭往往有機會能夠憑借新技術(shù)獲得所在領(lǐng)域的*地位。

　　不過在互聯(lián)網(wǎng)巨頭的造芯戰(zhàn)場上，情況更加復(fù)雜一點。

　　如前所述，平頭哥的芯片規(guī)劃分為云和端兩條路線，是生態(tài)布局最為完整的一家，從阿里巴巴達摩院拆分后，也曾被傳可能會獨立上市。

　　平頭哥云端產(chǎn)品目前有基于ARM的倚天710處理器和自研AI推理芯片含光800，目前含光800已經(jīng)在阿里云云服務(wù)器中使用，并能夠優(yōu)化電商智能搜索、智能營銷等場景。端側(cè)這邊，目前平頭哥已有基于RISC-V的玄鐵系列和羽陣系列FRID芯片，其中玄鐵芯片已經(jīng)應(yīng)用在阿里生態(tài)的在天貓精靈wifi、藍牙、主控等領(lǐng)域。

　　相對而言，百度在這個芯片這個領(lǐng)域的嘗試更早，也更謹慎專注，只關(guān)注AI計算芯片。

　　百度對芯片的嘗試最早可以追溯到2010年的FPGA AI加速器項目，不過直到平頭哥成立的2018年，百度也才在AI開發(fā)者大會上宣布要推出自研AI芯片昆侖芯，該芯片采用14nm工藝。2020年，百度CTO王海峰表示昆侖芯已經(jīng)量產(chǎn)超過2萬片，并實現(xiàn)應(yīng)用部署。

　　2021年4月，百度智能芯片及架構(gòu)部從百度獨立出來，成立昆侖芯科技，百度芯片首席架構(gòu)師歐陽劍擔任昆侖芯CEO。2021年8月，公司推出昆侖芯2.0，芯片采用7nm制程，支持NLP、視覺、語音等各種類型算法，訓(xùn)練和推理都能完成。2022年底，歐陽劍指出，昆侖芯2.0已經(jīng)出貨數(shù)萬片，并實現(xiàn)億級商業(yè)化收入。

　　相比起前兩家“造芯”的實際舉動，騰訊在造芯這件事上的聲響似乎小了許多。

　　同樣是在2018年，馬化騰在一個論壇演講中表達了關(guān)于做芯片的想法。那年8月，騰訊領(lǐng)投了AI芯片初創(chuàng)公司燧原科技的Pre-A輪，正式進入AI芯片領(lǐng)域。

　　隨后的幾年里騰訊造芯好像“銷聲匿跡”，直到2021年11月騰訊數(shù)字生態(tài)大會上，騰訊才一口氣發(fā)布了三款專用芯片，專注于AI計算的“紫霄”、專注于視頻優(yōu)化的“滄海”、用于智能網(wǎng)絡(luò)的“玄靈”。

　　但不同于已經(jīng)對外商用的平頭哥和昆侖，騰訊的芯片目前僅供內(nèi)部使用，還沒有在市場上一爭高下的意味。百度昆侖芯和阿里平頭哥的商業(yè)布局顯然不太一樣，前者更專注于云、AI等場景，而后者更關(guān)注消費類場景。

　　在云服務(wù)和AI計算需求逐漸旺盛的背景下，芯片的布局不僅關(guān)系著云廠商的成本，更是企業(yè)生態(tài)發(fā)展的重要一步。

　　短期來看，RISC-V確實很難替代ARM生態(tài)和x86在服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心的位置，但在越來越多企業(yè)自己造芯的當下，平頭哥先布局消費級場景和輕計算量的場景，算是開辟了一個巨頭還未涉獵的新戰(zhàn)場。隨著AI技術(shù)的發(fā)展，端側(cè)和云側(cè)將逐漸融合，同時定制化的需求增加、技術(shù)向前推進，RISC-V也許會帶來平頭哥和阿里更多意想不到的收獲。