要如何突破芯片“卡脖子”?倪光南:可效仿开源各种软件的成功了经验积累

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原标题:如何突破芯片“卡脖子”?81岁的院士是这么说的

参考新闻网11月4日报道(正文/沈张怡宁)

众所周知,CPU芯片和操作系统是计算机领域最基础的核心技术,但中国在这方面受制于人,常被称为“缺乏核心和灵魂”。随着中美科技战的加剧,美国从今年9月15日起正式实施针对华为的芯片控制升级令。如何突破芯片“卡脖子”已经成为国内最关注和迫切的问题之一。

11月3日在湖南长沙召开的2020年世界计算机大会上,中国工程院81岁的倪光南院士表示,虽然芯片行业已经形成垄断局面,但并不意味着中国没有机会。中国可以借鉴开源软件的成功经验,推动开源芯片的研究。"开源芯片对中国和世界来说都是一个机遇."。

作为发展中国家,中国进入芯片领域时,世界已经形成了垄断体系,芯片设计的门槛极高。以14 nm工艺为例,不仅需要投入数亿美元研发,还需要投入大量人力,导致只有少数企业能够承担高端芯片的研发成本,从而制约了芯片领域的创新。

目前世界上最成熟的两个CPU是英特尔x86指令架构CPU和ARM指令架构CPU。前者的优势是历史悠久,垄断了台式机和服务器领域,在美国归英特尔和AMD所有,外部授权很少,而后者在移动和嵌入式领域占据垄断地位,全球很多公司花费数百万到数亿美元从ARM购买CPU授权。

倪光南说开源就是开源,开源是一种发展模式和商业模式。以linux为代表的开源软件已经成为软件行业的主流。开源可以降低互联网创新的门槛,三五个开发者可以在几个月内快速发展创新业务,从而提高互联网企业的自主创新能力。

然而,在过去,开源芯片的发展往往陷入“僵局”。由于开发投入大,验证周期长,企业不愿意自主开发,而是为IP付出了高昂的代价,所以不愿意开源。"因此,这个循环无法形成,开源生态系统也无法建立."倪院士说。

他指出,一种叫做RISC-V指令集的架构现在有望成为降低处理器芯片IP成本的新模式,中国在这一领域已经有了一个良好的开端。专注于开源芯片的RISC-V基金会已经和中国团队成立了联合开发实验室。

倪光南院士认为RISC-V有四大优势。第一,设计的优势,完全开源,没有许可费和知识产权风险,是RISC-V存在的主要意义。“一个三五人的小团队,三四个月就能开发出一个几万元就有市场竞争力的芯片。”

第二,技术优势。当RISC-V指令集最初设计时,其R&D团队明确表示将追求简单,抛弃历史包袱。目前形成的技术代码集较小,支持模块化,性能优异,能够满足从微控制器到超级计算机等各种复杂程度的处理器的需求。

第三,市场优势。随着人工智能和新一代信息技术的发展,各种场景下对CPU的需求越来越碎片化,嵌入式应用前景广阔、低功耗、低成本、定制需求不断增加,使得RISC-V的简化、低功耗、模块化和可扩展性等优势与未来数字经济的发展方向非常契合。

第四,管理优势。最初的RISC-V指令集开发于20世纪50年代,大部分专利已经过期。商业化和开源使用不会有很大的技术壁垒和成本问题。非常重要的一点是,RISC-V目前由2005年成立的基金会管理,该基金会是一个非营利的中立机构和开放社区。今年3月,为了寻求技术中立,总部位于美国特拉华州的RISC-V基金会迁至瑞士。基金会实行会员制管理。目前有235家会员单位,其中中科院计算技术研究所为发起审核会员,阿里、华为为白金会员。这种开放的管理模式可以有效促进RISC-V社区的沟通和创新,形成生态系统,从而降低R&D成本,打破芯片市场的垄断。

RISC-V芯片在国内处于起步阶段,但前景看好。中科院计算所、阿里巴巴、华米科技、莱辛科技都在积极推动RISC-V的发展,并取得了成效。比如黄山一号,华米在智能可穿戴领域开发的第一款AI芯片,2019年投入量产。

倪光南院士,生于1939年,是我国最早的一代计算机科学家。他参与了我国设计的第一台电子管计算机(119计算机)的研制。20世纪六七十年代,人们开始研究汉字处理和字符识别,联想功能首次应用于汉字输入。在担任计算公司/联想集团总工程师期间,主持了联想汉字系统和联想系列微机的开发工作。1994年,倪光南当选为中国工程院院士。