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　　RISC-V 从 2015 年开端成立基金会，到 2020 年、2021 年阅历了十分冗长的开展历程，它的开展历程相称于一个指数级的开展……

　　RISC-V 从 2015 年开端成立基金会，到 2020 年、2021 年阅历了十分冗长的开展历程，它的开展历程相称于一个指数级的开展。上面这张图来自 RISC-V 国际基金会对外宣扬的公然材料。从全部 RISC-V 基金会会员来看，除英特尔和 ARM 外，你能想到的许多企业都包罗在这个基金会内里。RISC-V 基金会高出 12 个行业，例若有做云的、有做 HPC 的，以至另有做车载的等；另有 56 家研讨机构和触及许多的效劳（Services），还包罗 85 家芯片厂商，以至 OEM。RISC-V 基金会长短常环球化和国际化的，如今差未几有两千多名以至更多的研讨职员在推行 RISC-V。

　　我到场过 RISC-V 全部科研历程，2010 年我们在伯克利尝试室开辟了伯克利第五代开源指令集，它是完整开源、开放的架构，跟之前的指令集架构完整差别。

　　下图是从 DARPA 已往五十年的陈述里摘掏出来的。DARPA 是美国国防部出名研讨机构，DARPA 每十年会对全部行业、体系停止统计和查询拜访，好比图中所示是计较机的机能和做计较机的本钱。摩尔早在五十年前就猜测，五十年后摩尔定律能够会碰到瓶颈，如图中展现的平行线。从前经由过程通用计较，包罗十分传统的半导体工艺开展的很好。可是到了 2022 年阁下，从图中趋向能够看出，右边轴形貌的是芯片机能，从前从处置器角度来说叫浮点的机能（FLOPS），可是如今因为 AI 呈现，评价计较机机能不再是 FLOPS 了，多是一些新的工具。右侧 Y 轴展现的是全部芯片在响应工艺的本钱，能够看出，今朝具有先辈工艺的芯片，固然机能有一些增加，可是对全部的本钱，包罗软件本钱、硬件本钱，EDA 本钱，实在曾经呈现了十分大的拐点。DARPA 将这个拐点叫做「Moore’s Inflection point」，这个点呈现的时分，我们能够考虑一下，如今的手艺将来是否是可以持续，使到手艺得以持续开展。

　　下图展现了对已往四十年微处置器（Microprocessor）数据统计。此中位于最顶层的是晶体管，固然有摩尔定律支持，可是研讨者还在开辟新的晶体管架构。从晶体管角度来说，我们能够看到成果还长短常幻想化的，能够以为摩尔定律仍是有用的。从体系层面来说，好比处置器的单线程机能，包罗处置器的频次、处置器典范的功耗，和 2005 年以后十分盛行的多核处置器，近来到 2020 年阁下，能够发明单线程 CPU 机能不会比本来更快检察硬件的软件。好比在英特尔购置的 CPU 不会比本来更快，时钟频次也不会更高，典范功耗也不会十分高。固然各人开辟 CPU 等处置器时利用多核，可是从可编程性、手艺角度来说多核自己也是有成绩的。

　　我们是一个开源构造，以是做了许多开源事情。好比各人用的比力多的 Chrome 阅读器的主要组件 JavaScript 引擎和 RIOS 成员一同在 Google 里停止了开源。同时也开源了谷歌 Chrome OS 关于宁静性的项目等电脑的各类硬件。PicoRio 对近来比力支流的 Linux 散布式，好比 Gentoo Linux 奉献也十分大。在全部软件生态里，实践上我们曾经经由过程开源发生了必然的影响力。

　　在软件方面，有开源软件如 GCC、VM 等，可是在将来五年内，包罗业界看到的许多趋向，发明不只是芯片 RISC-V 自己，还包罗用到的 EDA、Foundry 等城市响应的停止开源。

　　说四处理器，就不能不提完好的生态体系。假如我们要做 ASIC，不只需求处置器、RTL Design，同时还需求 EDA 东西，并且还要有 Foundry PDK，这些手艺在将来五年内都是分离在一同的。说到软件各人都十分熟习，包罗前真个 Java、C++ 等，中心的编译器能够天生差别的指令后端。

　　在这类状况下，RIOS 做甚么？RIOS 长短营利性机构。我们也意想到这个工作自己要有反动性的变革，不只需求从处置器自己动身，包罗处置器周边，包罗一些十分高质量的开源项目也需求开展。

　　一样的在芯片设想范畴也存在相似的 EDA 生态体系，只是所用言语差别，EDA 生态体系用的是 Verilog 言语、System Verilog 言语等，中心编译器用的是逻辑综合东西（Synthesis Tools）。

　　我明天演讲的主题是关于开源的，次要包罗开源处置器、开源芯片，和我们在将来五年内建造开源的全部财产链上的分享。我曾在 UC Berkeley 念书，导师是 RISC-V 的创造人 David Patterson。我之前在美国和中国做过公司并购、公司上市等事情。如今担当清华 - 伯克利 RISC-V 国际开源尝试室施行主任。

　　说到开源的 PDK，Google 和 SkyWater 在 GitHub 上经由过程完整开源的方法，曾经能够对接全天下的设想检察硬件的软件。这对开源生态来讲长短常主要的信息。

　　下图中 Logo 所展现的是和 RIOS 尝试室协作的国际开源构造，包罗周边的粤港澳大湾区协作黉舍。RIOS 自己也是 RISC-V 国际基金会主要的中心构造，别的 RIOS 跟周边黉舍也有协作干系，在 RIOS 建立一年多的工夫里，时期和国表里很多大企业停止了协作，国际上协作的公司包罗谷歌、微软等，海内有复兴、华为电脑的各类硬件、字节跳动等，我们和这些公司都在 RISC-V 方面有本质性的贸易科研协作。

　　各人能够都以为 RISC-V 是 ARM 跟英特尔的便宜替换品，可是 RISC-V 并非便宜的替换品，而是真正经由过程开源方法给各人供给没有限定、能够自在阐扬的平台。

　　本年 Google 资助了差未几 6 到 12 个流片，此中一半流片是免费的，一半难免费。你能够用这些完整开源的东西检察硬件的软件，把本人的代码放在 GitHub 上，由 Google 来撑持这些流片（tape-out）。这对那些想测验考试一些新工具、新架构的研讨者来讲长短常故意思的。

　　在和 Google 的协作过程当中，能够看到我们在社区里的活泼水平比客岁进步许多，客岁约莫有 50 多个项目，而如今曾经上升到了约莫上百个项目，估计在来岁会有上千个项目，这一开展历程对将来具有十分大的打击力。

　　最初，我们是开源的社区、开源的构造，十分期望各人可以到场到开源项目标奉献中来，到场全部开源开展。

　　DARPA 同时也有一个叫 OpenRoad 项目，该项目在 Global Foundry、GF 12 纳米的工艺，从设想到最初的芯片流片，耗时 24 小时就把完好的流程跑完。我们以为到 2025 年包罗芯片设想、EDA，和如今用到的处置器 IP，未来城市是开源的。

　　原题目：WAIC2021 RIOS尝试室谭章熹：RISC-V——从开源芯片制作、EDA四处理器

　　以下为谭章熹在 WAIC 2021 AI 开辟者论坛上的演讲内容，机械之心停止了不改动原意的编纂、收拾整顿：

　　本年会有 PicoRio2.0 在 SkyWater、130 纳米的工艺下做开源东西，利用开源的 EDA，包罗开源的代工场（Fab）停止流片。说到 130 纳米工艺能够觉得手艺略显过期，可是如今我们看到在 pipeline 里的 Foundry，除 TSMC 之外，其他几家公司都拥抱开源东西。将来到 2025 年，将会有更多高机能的芯片产物呈现，而这些芯片都是经由过程开源方法做出来的，给全部行业带来十分大的变革。

　　起首简朴引见一下 RIOS 尝试室，这大要是一个为期五年的开源项目，它的形式实践上就是把在 UC Berkeley 做的 RISC-V 的开源项目延长到天下各地。该尝试室是由深圳市当局、清华、伯克利于 2019 年在深圳创建，2019 年末正式落幕。别的，该尝试室还停止一些研讨生招生的事情，包罗硕士、博士的培育。RIOS 自己是将来五年内涵 RISC-V 开源指令架构下做生态的无红利构造，将来，RIOS 尝试室要培育全部芯片制作，包罗处置器制作相干的 100 多名流材。

　　RISC-V 由社区保护，RISC-V 国际基金会构造位于瑞士，瑞士是一个十分中立的处所。别的，从 RISC-V 自己来说，跟着计较机的开展，特别是触及地缘政治，RISC-V 十分合适这个分化的时期。

　　已往计较机是基于传统指令集冯 · 诺依曼架构，此中触及最底子的观点叫做指令集架构。我们能够用一个类比来阐明，即指令集架构相称于言语里的辞汇，辞汇是言语傍边最根本的单位。我们能够看到已往 40电脑的各类硬件、50 年呈现的指令集架构，根本都是基于闭源的指令架构，它们都是由公司完整掌握的架构，比方如今最多见的英特尔和 ARM 这两家公司。

　　RIOS 遵照从前在 UC Berkeley 的传统，会无为期五年的开源项目。我们期望经由过程非红利开源，可以引入更高质量的设想，不只包罗处置器的设想、IP 的设想，以至对一切开源 EDA 等停止撑持。真正供给给各人可用、可跑当代操纵体系、当代软件，和低价格、低功耗的体系平台。

　　睿思芯科的产物就用了 RISC-V 扩大指令，其开辟的产物蓝牙耳机就是低功耗场景使用。假如你经由过程开源架构停止从头设想、从头按照使用去定制的线% 的提拔，以至是成倍的机能提拔，将来 RISC-V 能够做 ARM 和英特尔做不了的工作。

　　RISC-V 在已往十年内，阅历了四个开展阶段：开端于 2010 年，这一阶段有手艺陈述放在网上供各人利用，从最简朴的测试芯片开端；中心阶段 2017-2018 年，开端呈现基于 RISC-V 微控器简朴的装备；2019-2020 年时期，从产物角度来说，有十分多的 IoT 产物呈现，有一个陈述指出，大要有 40% IoT 产物呈现电脑的各类硬件，好比视频产物都是用了 RISC-V 处置器，包罗华为推出的 WIFI 产物都含有 RISC-V 处置器。2021 年以后，我们能够看到会有更多、愈加庞大的 RISC-V 处置器产物，此阶段运转软件的庞大度远远高于之前的庞大度。

　　这里简朴引见一下 Google 背后在撑持的项目：OpenRoad，这是美国国防部重点项目。该项目标目标不只是对处置器、IP 停止开源，同时也开源 EDA、Foundry。Foundry 在美国叫 Skywater，他们曾经对 Foundry PDK 做了开源。

　　全部芯片设想实在曾经到了十分故意思的环节，为何如今会有这么多的 AI 芯片公司、这么多定制化的芯片？下图不只引见了处置器，并且从处置器角度、从全部财产链动身，包罗 EDA，还包罗可以做芯片的财产链停止阐明检察硬件的软件。

　　PicoRio 有三个阶段：第一个阶段在本年 1 月份举办的 RISO 国际论坛上曾经对外推出，曾经能够做一些包罗 Linux 等在内的开源软件，同时 PicoRio 也是开源的。如今 PicoRio 处于 2.0 阶段，以后跟着 2.0、3.0 不竭促进，PicoRio 能够停止处置器机能，和引入林林总总新的 GPU 撑持，撑持更多的十分完好的软件情况。

　　RIOS 尝试室为何挑选成立在深圳？深圳是全部全电子财产链的中间，能够说是 RISC-V 兴旺开展的幻想之地检察硬件的软件。深圳有大批的开辟职员；大批嵌入式体系的开辟者；同时深圳当局对全部信息财产的撑持也十分大。假如想要 RISC-V 可以开展的更好，将科研放在财产的泉源是最好的挑选。

　　RISC-V 代表甚么？起首 RISC-V 是完整免费、完整公然的尺度；RISC-V 指令架构简朴、是模块化的；别的，RISC-V 长短常简单加强（Enhance）的，好比说 RISC-V 有许多扩大指令集，同时，RISC-V 从开端设想的时分，其实不但是做微控器，我们从小的计较机包罗 IoT，到如今说的超等计较机都能够合用。

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