开芯院包云岗：破除芯片开发成本难题，RISC-V大有可为

在第五届RISC-V中国峰会上，北京开源芯片研究院首席科学家包云岗分享了对RISC-V产业化的深度观察与突围思考。

RISC-V四大落地痛点

包云岗指出，尽管RISC-V已经是与会者共同的信念，但并不意外着过程就是一帆风顺的，RISC-V走向落地的过程中主要面临四大痛点：

第一，缺产品与解决方案。市场上现在真正有竞争里的RISC-V的产品和解决方案还是太少。比如说有没有性能功能对标RK3588的芯片，但价格更便宜的产品似乎还没有。

第二，工具箱比较缺。RISC-V软硬件工具箱还不够丰富，要尽快达到多快好省的效果。比如OpenEuler软件包，x86和ARM的达到3万多个，但是RISC-V不足3000个。

第三，人才。从芯片设计、验证、解决方案、技术支持等各个层次人才不足。

第四，标杆案例，需要通过标杆案例建立行业信心，比如有没有高端芯片应用案例，在服务器芯片、AI芯片领域里似乎还没有。

如何破解这些问题？包云岗分享了他的观点：

首先，很多企业认为RISC-V是原位替代ARM。他强调，如果这么认识，就把RISC-V真正的优势给埋没了，并没有把它的开放性和可定制化的优势发挥出来。

第二，RISC-V的开放性使能开源实现和开源工具链，这些带来的是结构性的降低成本，从而可以催生新的商业模式，就像开源软件如今已经成为常态，Linux+RedHat已经是非常成功的解决方案。

第三，RISC-V的可定制化意味着能做软硬件的极致优化，结合敏捷开发降低开发门槛，催生新模式。比如说我们今天全世界有900万个APP，开发APP变成很容易的事情，未来在开发APP的基础上，是不是增加两三个人就能拿出一个软硬件解决方案呢？他认为，这并不是不可能，RISC-V提供了这样的机会。

第四，AI带给新机遇。AI推理的算力需求新特征，RISC-V+AI将成为未来的新组合。

第五，要找到一种新的方式让软件开发者获利，只有这样才能促进生态的繁荣发展。

如何破解成本难题？

如何结构性降低成本？包云岗认为，开源有望重构产业成本。他以研发一款量产10万颗、64核服务器芯片为例算了一笔账：保守估计开发成本约7.5亿，IP授权费用与版税约2.5亿，占33%的成本。而基于开源的联合开发模式，可以为企业节省2.5亿研发费用，让企业把这些钱用在其他领域，做更好的创新解决方案。“这就是RISC-V带给我们的新机会”，他强调。

沿着这一开源思路，“香山”开源处理器项目已经进行了一些实践，推出了三套“香山”开源计算子系统，香山处理器的主线设计，从“雁栖湖” “南湖”到后续的“昆明湖”等微架构，都是开源开放的。

其中，两款CPU核：“南湖”（对标A76）、“昆明湖”（对标ARM N2）；两款片上网络：“珠江”和“温榆河”，它们排列组合可以形成不同的产品。

包云岗强调，目前昆明湖V2版本性能已达15分/GHz，经编译器优化可提升至18.5分/GHz，与N2差距缩至8%，功能上则全面支持RVA23和虚拟化。

此外，香山项目已建立起完善的测试体系，累计发现并修复1470项问题。包云岗透露，其中三分之一由奕斯伟、进叠时空、蓝芯算力、算能等企业所贡献。此外，合见工软、芯华章、新思等也在“香山”的验证过程中给予了巨大支持。

在企业的进展方面，进迭时空已将“香山”集成至SoC，4核配置，已成功启动虚拟机，9月即将流片。

工具链的协同方面，包云岗也透露了最新进展，专用编译器提升性能20%并汇入LLVM主线；温榆河网络针对AI优化，支持32KB大带宽多播传输。

在“香山”的开发过程中，基于LVM形成了“香山”编译器，并在昆明湖V2版本上进一步提升了20%的性能，该编译器目前也并入LVM主线，大家现在下载的VLM主线代码就已经包含了香山微架构的支持。

最新一代架构“昆明湖V3”，正以单核22分/GHz的目标来进行架构的探索。在模拟器上达到的效果是20.1分/GHz，离22分/GHz还有一定的差距。他透露，在接下来的半年时间内，在合作伙伴的支持下是可以实现这个目标的。同时，V3在安全方面也做了增强，比如机密虚拟机安全方案，目前正在努力形成国际标准。

片上网络方面，“温榆河”已经发展到第二代，是面向通用和智能计算的一个互连网络。“香山”和“温榆河”的组合，已经完成了2核、4核、8核的稳定性测试，16核还在测试当中。这其中很重要的一点是针对智能计算做了专门增强，面向AI应用做了大带宽设计，最大可以做32KB的多播数据传输。

包云岗强调，开源可以结构性地帮助降低成本，在开源软件中96%的软件代码库包含原代码，开源代码比例77%。未来芯片开源IP比例将实现0的突破，且这个比例会不断提升，帮助整个产业降低成本，从而提升企业竞争力。