包云岗：国内RISC–V发展可效仿5G

处理器芯片是电子设备的“大脑”，支撑我国高达50万亿规模的数字经济。过去二十年，我国在处理器芯片领域主要形成两种发展模式：一是高铁模式。以海思、海光、飞腾为代表的企业，通过“引进—消化—吸收—再创新”的模式，研发出有竞争力的产品。二是北斗模式。以龙芯为代表的企业，独立构建技术体系，独立建设产业生态，通过完全自主来实现产品可控。这两种模式均取得了长足的进步，为我国处理器芯片产业做出突出贡献。

不久前，华为Mate 60手机发布，其中自研的麒麟9000S芯片为Mate 60手机提供了强劲的算力，赋予华为手机出色的用户体验。华为仅用四年时间便让手机业务涅槃重生，并在9月份一举夺回中国市场份额第一的位置，这得益于华为选择的高铁模式——麒麟9000S芯片通过兼容ARM指令集来融入已经成熟的ARM软件生态。相比于高铁模式，北斗模式发展速度相对慢一些，但对我国诸多关键领域的自主可控至关重要。龙芯在过去二十年坚持独立构建技术体系，独立构建产业生态，走出了一条从指令集到核心IP都完全自主的发展路径。如果说华为海思是我国处理器芯片产业一位勇往直前的“前锋”，那么龙芯就是一个脚踏实地、兢兢业业的“守门员”，坚守最后的底线。

近年来，全球处理器芯片领域迎来新一轮技术与产业变革的浪潮——开源指令集RISC-V。2023年1月，《麻省理工科技评论》将RISC-V与詹姆斯·韦伯太空望远镜、用于高胆固醇的CRISPR、制作图像的AI、大规模生产的军用无人机等其他九项技术一起评为2023年度“十大突破性技术”，其入选理由为“芯片设计正走向开放，灵活、开源的RISC-V有望成为改变一切的芯片设计”。

RISC-V究竟是什么？它为何会掀起新一轮变革浪潮？本质上，RISC-V是一种标准规范，定义了处理器芯片和运行在芯片上的软件之间的接口标准，专业上称为指令集架构（或简称指令集）。RISC-V和过去半个世纪曾经出现过X86、ARM、MIPS等十几种指令集有本质不同——RISC-V是一种开放标准，不属于某个公司私有，而是全球共享、共同演进；相比而言，其他指令集都属于公司私有。从发展路径来看，这些私有指令集大部分已经随着公司倒闭而消失，如今全世界仅剩下X86和ARM两种主流指令集，分别被Intel和ARM两家公司高度垄断。为了打破这种垄断，RISC-V诞生时的口号便是“指令集应该免费”，这在核心理念上彻底改变了过去半个多世纪“指令集私有化”的格局。正如RISC-V国际基金会近期发表的声明所称，“RISC-V不受任何单一企业或国家的控制”，因而得到了全世界的积极响应。

RISC-V的诞生是技术和产业发展自身趋势所驱动的。一方面，由于摩尔定律逐渐走向终结，通过领域专用架构（DSA）来充分挖掘晶体管的潜力，成为技术发展的新趋势，再加上人-机-物三元融合的物联网时代将会产生千亿级各式各样的物端设备，带来芯片设计领域海量的定制化需求，然而由公司垄断的指令集无法满足碎片化的定制需求。另一方面，长期以来芯片研发成本高、周期长，导致了该领域的高门槛，阻碍了创新。就如同开源软件降低了APP开发门槛从而催生出一个繁荣的移动互联网产业一样，RISC-V的开源特质正在推动一场开源芯片运动，促进芯片敏捷开发、AI辅助设计芯片等一系列新技术的快速发展，有望大幅降低芯片设计门槛，释放产业创新活力，催生出一个新兴产业。

虽然RISC-V以及开源芯片生态还处于起步阶段，但世界各国均认识到这将有可能带来技术的重大变革和产业的重新洗牌，因此许多国家开始积极规划与布局。中国科学院于2019年启动先导专项也在RISC-V处理器与软件生态方面进行了布局，俄罗斯、印度等均启动发展RISC-V的国家计划。

在中国，RISC-V得到广泛的关注，不仅仅因为它代表了处理器芯片领域发展的新趋势，而且还因为它为我国提供了一条可借鉴5G模式来发展处理器产业的新路径。过去20多年，我国的通信事业在经历了“2G跟随、3G突破、4G并跑”的不断努力后，终于实现了“5G领先”。5G模式就是全球共建标准、各国自研产品，以产品质量竞争国际市场。5G模式有利于发挥中国市场大、场景多、工程师多的优势，实现产品的快速迭代优化，从而打造出具有国际竞争力的产品，实现国内国际双循环。借鉴5G模式，中国芯片企业有望通过参与RISC-V全球生态建设找到“弯道超车”的新机会。

高铁模式、北斗模式、5G模式都是我国高科技发展的成功模式。在处理器芯片领域，笔者认为未来还可进一步融合，发展出“高铁+5G”模式、“北斗+5G”模式，也就是在一款处理器芯片上同时支持双指令集的融合模式。实现双指令集融合在技术上具有可行性，在商业上则有机会满足不同市场需求。这种双指令集融合模式，不仅能让企业保障国内一些行业的安全可控，也将助力企业的产品更容易出海。

近期，一些美国政客盯上了RISC-V。据路透社报道，民主党参议员马克·沃纳表示：“我担心我们的出口管制法无法应对开源软件的挑战，无论是在 RISC-V 等先进半导体设计领域，还是在人工智能领域，因此需要进行巨大的范式转变。”但事实上，RISC-V只是一个开放标准，呈现形式为一本电子手册，全世界任何单位和个人都可以免费下载，不受任何单一企业或国家的控制，包括美国当前的出口管制政策。美国政客提出限制美国企业和个人参与有中国实体参与的RISC-V技术，在业内人士看来，在开源模式越来越盛行的时代，美国政客提出的措施就是在“闭关锁国”。SiFive业务开发副总裁Jack Kang对此评论道，“美国政府对美国公司在RISC-V方面的潜在限制将是一场巨大的悲剧”。

标准开放而非由独家企业垄断，这是全世界众多企业愿意积极参与RISC-V和开源芯片的驱动力，这也是新一轮处理器芯片技术变革浪潮的驱动力。让更多人享受技术进步带来的红利，这是全世界绝大多数人的共同价值观。“开源芯片、普惠世界”，全世界各地很多人都在为这个目标而共同努力，这也正是RISC-V的价值所在。对于中国而言，我们要积极拥抱新一轮技术与产业变革的浪潮，不断提升自身实力，并始终秉持开放理念，为“开源芯片、普惠世界”的目标贡献中国力量。

（作者是中国开放指令生态（RISC-V）联盟秘书长，北京开源芯片研究院首席科学家包云岗）

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