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从新兴到主流 阿里平头哥引领RISC-V端云一体“芯”生态

11月3日,在2022云栖大会上,阿里平头哥发布基于RISC-V架构的全新高能效处理器——玄铁C908。玄铁C908计算较业界同性能处理器的能效提升超20%,更能满足低碳时代的算力需求,可广泛用于智能交互、多媒体终端、AR/VR、无线通讯等场景。
发布时间:2022-11-07 13:12        来源:电子信息产业网        作者:许子皓

11月3日,在2022云栖大会上,阿里平头哥发布基于RISC-V架构的全新高能效处理器——玄铁C908。玄铁C908计算较业界同性能处理器的能效提升超20%,更能满足低碳时代的算力需求,可广泛用于智能交互、多媒体终端、AR/VR、无线通讯等场景。

“阿里巴巴不断深耕RISC-V技术和生态,玄铁RISC-V处理器持续演进,端云一体的丰富生态正在形成。”阿里云智能总裁张建锋说。

曾经困扰RISC-V行业发展的难题主要来自三个方面:处理器性能偏低、应用场景单一、产业生态单薄。如今,在阿里平头哥等领军企业的不断探索下,难题正逐步化解,更高性能的芯片产品、更丰富的应用场景、更完善的产业生态正不断涌现。

按照这一强劲的势头发展下去,在未来世界主流CPU架构格局中,RISC-V架构将有望达到“三分天下有其一”。正如中国工程院院士倪光南在2022云栖大会上所说:“开源模式已从软件领域走向硬件领域,RISC-V为我国掌握芯片产业发展主动权提供了机遇。中国要在全球开源领域中发挥应有的作用,为打破技术垄断和推动世界协同创新,贡献中国智慧、中国方案和中国力量。”

高能效成关键突破口

处理器芯片是信息产业的基石,支撑超过10万亿元的电子制造业,而指令集架构(ISA)则作为计算机系统中硬件与软件交互的标准规范,是处理器芯片生态的基石。不过,几十年来,指令集均属于公司私有,最主流的两大体系就是主导桌面计算机和服务器产业的Wintel体系(微软加英特尔),以及统领手持移动终端产业的AA体系(安卓加ARM)。想要与两者三分天下的RISC-V架构看似弱小,却潜力无穷。

据RISC-V国际基金会首席执行官Calista Redmond此前发布的数据,目前市场上已经有了超100亿颗的RISC-V内核。从2010年诞生至今,RISC-V只用12年左右的时间就实现了这一创举,这种爆发力让花了17年时间才在2008年达到这一数字规模的ARM架构都望尘莫及。据Semico Research预测,到2025年,全球RISC-V架构的处理器内核规模将达到624亿颗。

RISC-V能发展得如此迅速,一方面是因为其开源开放,具有精简、低功耗、模块化、可扩展等技术优势;另一方面,则是来源于各大厂商的潜心研究和不断努力。

数据显示,RISC-V国际基金会已经组织70多个技术小组开展技术标准制定,会员超过3100家,比2021年增加130%。更加可喜的是,不同RISC-V公司推出了超过160个面向各领域的处理器内核,越来越深地渗透到各行各业。

平头哥作为行业领军企业一直在不断刷新RISC-V新架构的性能纪录,持续推动RISC-V进入更多新领域。其中,高性能领域成为其主要发展方向之一。

“从RISC-V技术发展的大趋势来看,2022年将是RISC-V处理器进入高性能计算领域的元年。RISC-V架构已经初步具备了从1GHz时代进入2GHz时代的各项条件,RISC-V正往更高性能方向演进。”阿里平头哥副总裁孟建熠表示。

当下,随着碳达峰、碳中和的可持续发展需求日益增强,RISC-V如何在高性能和低功耗之间实现能效最大化成为关键突破口。此次在2022云栖大会上重磅发布的RISC-V高能效处理器玄铁C908正是阿里平头哥针对高能效的一次全新突破。

据记者了解,玄铁C908进一步升级了微架构,支持多核多簇架构,采用高能效9级双发按序流水线,主频2.0GHz,通过创新的微体系结构和指令融合等技术提升运行效率,较业界同性能处理器能效提升超20%。为进一步提升AI算力及能效,玄铁C908采取最新RISC-V Vector 1.0标准,并基于标准新增DOT指令,推出INT4数据类型,全面优化AI算子及算法库,典型神经网络计算的性能相比前一代产品提升50%以上。玄铁C908在图像分类任务中性能再提升3.5倍,超越此前在国际权威AI测试MLPerf Tiny V0.7中夺冠的玄铁C906。

优异的性能及能效表现,让玄铁C908可应用于智能交互、多媒体终端、AR/VR、无线通讯等场景。基于玄铁C908,嘉楠科技已研发出高性能视觉AI芯片K230,为行业提供更高性能、更低功耗、更加安全的芯片及解决方案。

孟建熠表示,玄铁C908打开了RISC-V高能效的一片蓝海领域。从低功耗到高性能,再到高能效,平头哥大幅提升软硬件一体的全栈能力,打造出丰富的玄铁RISC-V处理器家族。

生态完善是当务之急

虽然RISC-V的发展已经足够迅速,但想要与Wintel体系和AA体系一战高下,就必须在发挥其自身优势的同时,尽快发展出完备的生态系统。

RISC-V需要一款“统帅级”的应用,以它为中心建立生态。例如,基于RISC-V的智能终端、RISC-V数据中心服务器等。这需要更多大企业积极牵头,形成影响力和合力,推动RISC-V的产业化、标准化发展。

“新兴技术总是能寻找到最有突破前景的环节率先入手,然后形成规模化应用示范,吸引更多玩家进入,这个过程就像滚雪球一样。”孟建熠在接受记者采访时表示,中国是一个新兴市场,有大量的新兴应用,随着各大厂商都开始拥抱RISC-V,中国将有机会培育出丰富成熟的RISC-V新生态。”

阿里平头哥作为RISC-V领域的代表性企业,一直很重视生态建设。8月24日,阿里平头哥正式发布高性能无剑600RISC-V芯片设计平台,主打高性能、高内存带宽、异构计算和人工智能加持等。该平台是当前全球性能最高的可量产RISC-V SoC芯片设计平台,将助力下游芯片设计公司开发基于RISC-V的高性能定制化芯片。基于无剑600,平头哥还研发出首颗SoC原型芯片——曳影1520,为广大开发者提供可率先体验的硬件基础。值得注意的是,曳影1520是龙蜥Linux社区支持的首个RISC-V架构芯片,实现了RISC-V架构向高性能软件栈领域的拓展,成为RISC-V架构适配云上操作系统的全球首个里程碑。

在2022云栖大会上,平头哥进一步宣布完成RISC-V与统信操作系统社区版本的首度适配,成功运行桌面环境及多款办公、开发类软件,探索RISC-V在桌面端的潜力。统信软件桌面操作系统总经理王耀华表示,未来将继续推进RISC-V与统信操作系统的深度融合,相信两大体系的打通会带来很多新可能。

在终端侧,平头哥引领RISC-V架构首次进入安卓开源生态体系,推动RISC-V正式与全球主流移动操作系统生态接轨。从云到边再到端,平头哥已完成RISC-V与RTOS、Yocto Linux、Android、龙蜥Anolis OS、统信等操作系统的深度适配。

在RISC-V国际标准制定方面,平头哥自2019年成为RISC-V国际基金会董事会成员以来,领导基金会中的数据中心、存储管理、安卓、安全等11个技术方向,重要性及数量均居世界前列。在RISC-V国际舞台上,平头哥正推进RISC-V国际标准制定,为推动全球RISC-V技术与生态发展作出贡献。

RISC-V国际基金会CEO Calista Redmond在2022云栖大会上指出:“RISC-V是十分丰富、开放的指令集架构。阿里巴巴在RISC-V上尽心尽力地投入对全球开发者、技术社区和产业界意义重大,让我们看到了RISC-V可落地的技术前景及商业前景。”

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