阿里平头哥的芯片,造得怎么样了?|甲子光年_公司_架构_处理器

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阿里平头哥的芯片,造得怎么样了?|甲子光年

原标题:阿里平头哥的芯片,造得怎么样了?|甲子光年

多个AIoT消费级场景已经布局,也有合作的服务器芯片。

作者 | 范文婧 ‍‍

编辑 | 赵健

过去几年,科技公司跨界造芯已经不是新鲜事。

从科技巨头、算法公司、甚至车企,都在下场造芯。最近风靡互联网的ChatGPT,其背后的独角兽公司OpenAI,也在近期宣布造芯。

在这些跨界造芯的公司中,阿里巴巴平头哥是起步最早的企业之一。

3月2日,平头哥在上海举办了首届玄铁RISC-V生态大会。现场有数百家使用RISC-V的企业和机构,上午的活动更是座无虚席,许多人站在会场两侧和后方,举着手机拍摄观看。除了平头哥的产品进展汇报,现场还有英特尔、Imagination、创维酷开、算能、云知声等同行、下游合作伙伴的分享。

平头哥半导体有限公司副总裁孟建熠回想2016年第一次参与RISC-V相关的讨论会,已经过去七年时间,他谈到,“当时更多是学术讨论,而今现在已经从学术技术变成了产品、商业”。

2018年就开始布局RISC-V的平头哥,现在做的怎么样了?

1.出货量已经超过25亿颗

阿里造芯最早可以追溯到2015年。当时,互联网造芯浪潮初现,阿里巴巴宣布与中天微合作研发云芯片架构。两年后,阿里成立达摩院,芯片就是其核心研究方向之一。

随后,阿里造芯开始加速。2018年4月,阿里全资收购中天微。9月,时任阿里巴巴CTO、达摩院院长的张建锋宣布,将达摩院芯片研发团队与中天微团队合并,成立平头哥芯片公司。

平头哥的新团队有两条研发主线, 一边是利用ARM的IP为阿里云数据中心研发芯片,在云端提供普惠算力,也即现在的倚天系列和含光系列;另一边集中在RISC-V处理器架构的研发,比如玄铁系列,主要应用是在AIoT领域。

大众对于ARM芯片更为熟悉,现在人手一部的手机里面,无论是iPhone,还是华为、小米,都装了一颗基于ARM架构的芯片。这家此前被孙正义的软银集团收购的英国芯片公司,差一点被英伟达收购,交易流产之后如今正在寻求上市。

相比成熟的ARM,RISC-V还是一个年轻的“后辈”。2010年,加州大学伯克利分校的David Patterson教授团队领导研发了RISC-V指令集,并宣布对外开源,任何企业、开发者都可以免费使用它。2015年,RISC-V由国际基金会运营,这一技术开始从高校走向产业界。

平头哥的RISC-V业务线,就是在这样的背景下发展起来,而且进展很快。2019年7月,不到一年的时间,平头哥便交出第一颗RISC-V处理器芯片玄铁910,比当时业界最好的RISC-V处理器性能高40%以上。随后不久,平头哥又发布面向AIoT的一站式芯片设计平台 “无剑100 Open”,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。

2021年10月,平头哥开源玄铁系列RISC-V处理器,包括玄铁E902、E906、C906、C910,以及多操作系统(AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等)的全栈软件及工具。这是平头哥系列处理器与基础软件的全球首次全栈开源。

2022年11月云栖大会上,平头哥发布全新RISC-V高能效处理器玄铁C908。玄铁C908计算能效较业界同性能处理器提升超20%,更能满足低碳时代的算力需求,可用于智能交互、多媒体终端、AR/VR、无线通讯等场景。

截止2021年底玄铁CPU出货量已经超过25亿颗。

平头哥的众多成果,离不开其经验丰富的核心团队。

孟建熠是平头哥的代表人物之一,曾任中天微副总经理、总工程师,工作期间曾调入复旦大学任研究员,完成了国内第一个产业化的自主32位嵌入式CPU指令系统,以及高中低多款国产自主嵌入式CPU。2018年平头哥成立后,他担任平头哥公司副总经理,同时也是RISC-V中国峰会主席。

孟建熠在媒体专访中透露,“今年可能会发布新产品”。

2.RISC-V的机会是什么?

RISC-V是在x86与Arm“两座大山”的夹缝中成长起来的开源架构。

在PC时代,Intel x86架构芯片称霸了数十年,其性能无可挑剔,但Intel x86架构并不对外授权,全球仅有AMD等少数几家公司可以使用这一架构研发芯片。

移动互联网时代,ARM凭借低功耗优势以及比x86生态更开放的授权模式,构建了软硬件生态,尤其是在芯片硬件层面,ARM向芯片设计企业授权指令集和处理器核,芯片公司借此机会快速发展,但核心技术依旧受制于人的事实并未改变。

AIoT市场的爆发改变了这样的格局,这一阶段定制化、专用化的芯片成为新的趋势,RISC-V因为其开放、简洁、模块化、可定制、可扩展的特性,所有开发者、创业者、高校师生、商业公司都能基于RISC-V便利地开发自己的处理器,特别适合当前万物互联的智能硬件的发展需求。

中国RISC-V生态已经初具规模。2022年,采用RISC-V架构的处理器已出货100亿颗,其中有一半来自中国。从诞生开始到100亿颗处理器,英特尔x86架构花了几十年,ARM花了17年,而RISC-V只用了12年的时间。

有数据预测,到2025年RISC-V处理器将突破800亿颗。

RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson见证了RISC-V生态的发展,他表示:“RISC-V是一个全球现象,有超过60个国家的开发者们在研究它,在亚洲,许多知名企业、学术机构、行业协会都参与使用,包括嵌入式、各类型计算机、大型主机等都会涉及,我认为,3到5年后,RISC-V将无处不在!”

造出芯片只是第一步,要想应用到不同场景还需要大量的生态建设。如同中国工程院院士倪光南提到的,“ RISC-V的生态的成长,主要展现在软件生态、应用生态、开发者生态三个方面”。

生态建设1.0阶段,是围绕CPU、芯片、开发工具、基础软件、应用等单一软硬件技术栈进行的技术创新。进入生态建设2.0阶段,RISC-V生态逐渐往标准化、规模化的方向大步前进,同时,处理器生态与操作系统生态之间的壁垒打破,合作更为紧密且深入。

芯片架构和操作系统的深度融合,是提升计算性能的关键,也是繁荣生态的基本路径。基于玄铁RISC-V处理器,平头哥已基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配,包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、openKylin、创维酷开系统、RTT等操作系统。

例如,平头哥与中科院软件所的合作,共同优化了如意SDK,在不同的操作系统上可提供一站式的软硬件适配服务;与网易有道的合作中,互相打通生态,让技术创新突破了软硬件壁垒。

最值得一说的是在RISC-V与安卓系统的打通上,平头哥于2020年8月开始着手这一工作,增补修改了12万余行代码,测试了73万余个testcase,最终完成了安卓10及12操作系统的流畅运行。2022年6月,谷歌与平头哥达成公司层面的贡献者许可协议,双方就安卓系统支持RISC-V架构等工作进行技术合作和分享;2022年12月,谷歌官方宣布安卓支持RISC-V指令集架构。

RISC-V不仅仅局限于终端市场,依托在阿里云的实践,平头哥还积极推动RISC-V在云端服务器场景的应用。

2022年8月,平头哥与阿里云、中科院软件所PLCT实验室等专注服务器操作系统的开源龙蜥社区成立RISC-V架构联合小组,推动RISC-V向云计算和数据中心领域发展,为阿里云“一云多芯”策略注入了新鲜血液。在首届玄铁RISC-V生态大会上,算能科技推出64核玄铁RISC-V服务器芯片,让业界看到了RISC-V处理器在云服务场景的可能性。

孟健熠预计,五年之后玄铁有望推出专注于服务器场景的产品,届时RISC-V芯片将广泛地应用在云场景下。

3.巨头造芯战

本次平头哥玄铁大会的目的是RISC-V开源生态的交流。

开源需要长时间的建设,在「甲子光年」去年的文章《风口上的GPGPU,上海交大团队计划用十年打造开源平台 》里提到,一般来说,新技术在最开始的时期无人知晓,同时需要投入较多的人力,一般这个阶段是高校和科研机构使用。而后将有一些创业公司、科技巨头加入尝试,有了产品和商业化之后,该领域本来的巨头也会加入,这时新技术就达到了成熟阶段。

阿里巴巴平头哥在RISC-V的发展中就属于科技巨头加入,而这样的巨头往往有机会能够凭借新技术获得所在领域的领先地位。

不过在互联网巨头的造芯战场上,情况更加复杂一点。

如前所述,平头哥的芯片规划分为云和端两条路线,是生态布局最为完整的一家,从阿里巴巴达摩院拆分后,也曾被传可能会独立上市。

平头哥云端产品目前有基于ARM的倚天710处理器和自研AI推理芯片含光800,目前含光800已经在阿里云云服务器中使用,并能够优化电商智能搜索、智能营销等场景。端侧这边,目前平头哥已有基于RISC-V的玄铁系列和羽阵系列FRID芯片,其中玄铁芯片已经应用在阿里生态的在天猫精灵wifi、蓝牙、主控等领域。

相对而言, 百度在这个芯片这个领域的尝试更早,也更谨慎专注,只关注AI计算芯片。

百度对芯片的尝试最早可以追溯到2010年的FPGA AI加速器项目,不过直到平头哥成立的2018年,百度也才在AI开发者大会上宣布要推出自研AI芯片昆仑芯,该芯片采用14nm工艺。2020年,百度CTO王海峰表示昆仑芯已经量产超过2万片,并实现应用部署。

2021年4月,百度智能芯片及架构部从百度独立出来,成立昆仑芯科技,百度芯片首席架构师欧阳剑担任昆仑芯CEO。2021年8月,公司推出昆仑芯2.0,芯片采用7nm制程,支持NLP、视觉、语音等各种类型算法,训练和推理都能完成。2022年底,欧阳剑指出,昆仑芯2.0已经出货数万片,并实现亿级商业化收入。

相比起前两家“造芯”的实际举动,腾讯在造芯这件事上的声响似乎小了许多。

同样是在2018年,马化腾在一个论坛演讲中表达了关于做芯片的想法。那年8月,腾讯领投了AI芯片初创公司燧原科技的Pre-A轮,正式进入AI芯片领域。

随后的几年里腾讯造芯好像“销声匿迹”,直到2021年11月腾讯数字生态大会上,腾讯才一口气发布了三款专用芯片,专注于AI计算的“紫霄”、专注于视频优化的“沧海”、用于智能网络的“玄灵”。

但不同于已经对外商用的平头哥和昆仑,腾讯的芯片目前仅供内部使用,还没有在市场上一争高下的意味。百度昆仑芯和阿里平头哥的商业布局显然不太一样,前者更专注于云、AI等场景,而后者更关注消费类场景。

在云服务和AI计算需求逐渐旺盛的背景下,芯片的布局不仅关系着云厂商的成本,更是企业生态发展的重要一步。

短期来看,RISC-V确实很难替代ARM生态和x86在服务器、数据中心的位置,但在越来越多企业自己造芯的当下,平头哥先布局消费级场景和轻计算量的场景,算是开辟了一个巨头还未涉猎的新战场。随着AI技术的发展,端侧和云侧将逐渐融合,同时定制化的需求增加、技术向前推进,RISC-V也许会带来平头哥和阿里更多意想不到的收获。返回搜狐,查看更多

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