全栈开源RISC-V处理器，平头哥为何舍弃眼前利益？

作者 | 包永刚

编辑 | 李帅飞

阿里在2021云栖大会期间阿里云智能总裁张建锋宣布了一个让人意外的消息，全栈开源平头哥玄铁RISC-V系列处理器。这是系列处理器与基础软件的全球首次全栈开源，也正是让人意外的关键。

玄铁RISC-V系列是已经拥有150多家客户、超500个授权数，出货超25亿颗的国内应用规模最大的国产CPU IP。

玄铁RISC-V系列处理器全栈开源，就意味着平头哥将因为开源而损失IP授权费。平头哥为什么要牺牲短期利益推动RISC-V生态的发展？

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全球首次全栈开源处理器

与基础软件

RISC-V是一个源自伯克利大学的指令集，虽然指令集开源，但要用指令集设计出芯片，还有大量的工作，特别是设计出一款经过量产验证的处理器。RISC-V社区有许多可免费下载的RISC-V处理器代码，但这些开源的设计许多都没有经过硅验证，这就意味着有大量漏洞。

使用RISC-V开源社区IP设计芯片的嘉楠科技创始人、董事长兼首席执行官张楠赓此前就对雷锋网说，“使用RISC-V虽然省去不少IP授权费，但坑比较多，所以我们研发周期也会更长一些。”

平头哥此次开源的玄铁系列RISC-V IP，都是经过量产验证的IP，包括玄铁E902、E906、C906、C910，以及基于玄铁的多操作系统的全栈软件及工具。

值得单独介绍的是玄铁C910，这是一款高性能RISC-V IP，这款IP的架构将经过产品验证的指令技术与RISC-V精简指令技术融合，稳定性比原始RISC-V提升的同时，性能有平均20%的提升。而且，玄铁C910能够全面适配AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系统，性能可以满足5G、网络通信、人工智能、自动驾驶等领域需求，被超过百款芯片采用。

相比没有经过量产验证的开源IP，开发者通过平头哥Github和芯片开放社区（Open Chip Community）下载的玄铁源代码既可以用于开发产品，也能用于RISC-V和芯片设计的学习。这是因为，平头哥开源的IP具备完整的验证和流片的条件，商业公司可以用开源IP设计产品。

同时，开源IP的模块拆分和命名规则都极其规范，代码有很强的可读性，对于想要学习RISC-V和了解芯片设计的开发者有非常高的价值。

平头哥副总裁孟建熠与雷锋网交流时指出，“经过过去几年的实践，我们发现仅靠平头哥推动RISC-V的发展力量远远不够。所以我们把玄铁开源，让整个社区的开发者都能在开源的基础上做软硬件适配，推动RISC-V架构往更深层次演进。”

平头哥过去几年一直在努力推动RISC-V的发展，玄铁C910 2019年面世之时就对外开放，可以下载其FPGA代码。随后，平头哥又推出了面向AIoT的一站式芯片设计平台“无剑100 Open”，能够提供集芯片架构、基础软件、算法与开发工具于一体的整体解决方案。

“这次我们从IP到基础软件全栈开源，希望能给行业提供一个从RISC-V架构扩展，到SoC平台适配，再到基础软件适配优化的体系。”孟建熠表示。

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为什么牺牲短期营收？

全栈开源玄铁处理器IP，一定会减少平头哥的营收，但平头哥选择这样做有多方面的考虑。

首先，推动开源硬件的发展本身就是在无人区探索，此前并没有成功的案例。对于开发者而言，使用开源软件有成本低的吸引力。但硬件开发流程复杂、时间周期长，试错代价昂贵，只有经过验证的开源处理器才可能被广泛应用和接受。

“对于RISC-V这种开放架构，需要相比传统授权更加开放模式，才能不断支持创新的发展。” 孟建熠说，“RISC-V社区开源核不是稀缺资源，但如何让这些开源核具有稳定、可靠和持续演进的能力，推动开源核与开源软件的生态融合，以及让这些开源核成为量产芯片是关键。”

平头哥全栈开源玄铁对整个生态有利，但此前已经获得玄铁IP授权的公司的权益如何保障？孟建熠说：“除了开源的核，我们还会持续推进RISC-V架构新技术的发展以及开发对应的新核，提供给我们的商业合作伙伴。”

更关键的问题是，作为一家商业公司，平头哥全栈开源玄铁IP牺牲短期利益，推动整个RISC-V生态发展的意义和目的何在？

“普通IP公司所有的回报来自IP授权费，阿里是从云端一体的大生态来看待，思考也和普通IP公司有所不同，我们的生态需要更多定制化、普惠芯片连接我们的生态，进一步推动我们云端一体的生态繁荣。”孟建熠表示。

“我们第一步考虑的是让RISC-V的技术和生态更加完善，降低创新成本。当RISC-V生态成熟的时候，作为这个生态的推动者和建设者，阿里也会是这个生态的受益者之一。”

可以理解为，平头哥开源全栈处理器IP，目的并非要与传统芯片公司竞争，而是为了更好服务自身业务，保持竞争力。并且，半导体IP也不是一个值得阿里这样体量公司争抢的生意。

市场研究机构IBS的数据显示，全球半导体IP市场将从2018年的46亿美元增至2027年的101亿美元，年均复合增速达9.13%。半导体IP公司几乎都是小而美，即便是广为人知的Arm，其2020年营收达到创纪录的19.8亿美元，相比芯片设计公司英特尔779亿美元的年营收，差距明显。并且IP公司需要长期持续的大规模投入，才能保持产品的竞争力。

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RISC-V芯片冲出IoT市场

既然阿里用更高的视角看待在RISC-V领域的投入，目标是端云一体的大生态，以及RISC-V生态繁荣会带来的机会，那RISC-V的发展情况值得关注。

RISC-V基金会首席执行官Calista Redmond曾透露，截至2020年底，全球范围内RISC-V芯片（SoC、IP和FPGA）已推出93款，覆盖了云端、移动、高性能运算、机器学习、自动驾驶等产业。

实际上，RISC-V芯片应用最广的是在边缘的IoT市场。原因很简单，RISC-V社区有许多免费的CPU IP，并且边缘的IoT设备所需的处理器对性能和软件工具链的要求都不高，这就有利于RISC-V处理器的大规模应用和普及，包括MCU、蓝牙、语音等芯片，中国市场尤其明显。

“RISC-V在IoT市场的突破相对容易，中国的产业链优势也在此。”孟建熠认为。

但RISC-V要成功必须突破对性能和软件生态有更高要求的应用。平头哥在这个过程中也发挥着重要作用，今年10月13日，平头哥宣布玄铁910成功兼容安卓系统，可运行Chrome浏览器等应用。

“我们的初衷是去验证RISC-V处理器是否能承担浏览器、Java这种交互很强应用的压力。安卓的软件栈很厚，通过移植，能够进一步探索RISC-V架构的完整性和能力的极限。”孟建熠解释。

Android 10系统顺畅运行在平头哥玄铁910 RISC-V处理器上

兼容安卓系统是RISC-V发展的一个重要里程碑，也是RISC-V迈向高性能计算的关键。

雷锋网了解到，基于RISC-V的应用处理器（AP）正陆续推向市场，比如全志基于玄铁C906核心的D1 AIoT开发板，支持64bit RISC-V指令集并支持Linux系统。更多RISC-V应用处理器的芯片和开发板也会陆续推出，这将进一步推动RISC-V向高性能市场拓展。

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写在最后

RISC-V是相比x86和Arm是一个新兴的指令集，凭借其开放、灵活、低功耗等特点，RISC-V Foundation吸引了全球包括谷歌、阿里巴巴、三星、华为、英伟达、西部数据等500多家企业和机构成为其会员。

与巨头公司只是将RISC-V芯片用于自家的产品之中不同，阿里平头哥的RISC-V芯片不仅用于自研芯片之中，还对外提供RISC-V IP。如今，平头哥全栈开源其经过量产验证的IP产品，对于整个RISC-V生态的发展是一个重要的贡献。

至于全栈开源IP产品之后，平头哥未来的商业模式，目标是服务阿里的云端一体的生态，但具体如何实现良性循环，平头哥并没有透露，应该也在不断的探索，毕竟开源硬件目前还没有成功的案例。

基于平头哥对于RISC-V生态的贡献程度，其有可能成为开源硬件领域的RedHat吗？