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抓住AI时代机遇,RISC-V亟需突围强生态

2024-07-29来源:中国电子报、电子信息产业网编辑部

“RISC-V是一个新鲜事物,生态还不完善,需要底层芯片、硬件设备、软件系统、场景应用等上下游生态伙伴之间的开放合作、协同创新、共建共赢。为此,我提出RDI这样一个产业概念,即RISC-V Digital Infrastructure,RISC-V数字基础设施。”在7月26日举办的“RDI生态•武汉创新论坛•2024”上,奕斯伟集团董事长王东升首次提出RDI产业概念。

早在2019年,王东升就作出了RISC-V可能成为AI时代原生计算架构的判断。时隔五年,RISC-V在AI等领域的应用前景逐渐清晰。但是,RISC-V在强生态场景,仍然存在缺应用、缺产品、缺体系的痛点。王东升提出的RDI概念可谓恰逢其时,为RISC-V的生态突围提供了抓手和路径。

2019年7月,从京东方卸任不足一个月的王东升,应邀加入奕斯伟团队,在集成电路领域开始第二次创业。基于对集成电路领域的长期思考,他以基础材料和计算芯片为着眼点,希望助力产业破解制造端和产品端的难点:从事电子级12英寸大硅片的奕斯伟材料公司主攻基础材料,目前出货量已居国内头部;奕斯伟计算公司则瞄准RISC-V新一代计算架构,主攻底层技术和计算芯片。

“那时候选择RISC-V这个方向是需要勇气的,但在反复的思考和探讨之后,我们在当时认为AI时代的原生架构可能是RISC-V。一方面,它是绿色、开放的,不断演进变化的,可以更好地适配AI时代软件与算法模型不断优化的需求。另一方面,它既能通过移植适配,与原有架构的生态兼容,也可以作为原生架构,支撑不断涌现的新应用、新场景。这意味着它是可以落地的,不是一个悬空的无人区,所以我们把RISC-V作为攻关方向。”王东升向《中国电子报》记者表示。

2019年9月,定位为“AI时代以RISC-V为基础的新一代计算架构芯片与方案提供商”的奕斯伟计算在北京成立。那一年,RISC-V主要应用于物联感知、微控制器、无线连接等低功耗且生态依赖较弱的场景。在RISC-V国际基金会等行业机构、研究机构、高校,以及奕斯伟计算等国内外企业的共同努力下,RISC-V逐步迈向高性能领域。2019年之后,一系列支持RISC-V高性能扩展的标准陆续颁布,比如RISC-V 矢量扩展规范,使用户可以使用向量体系结构来优化和加速程序代码;RISC-V 架构 BF16指令集扩展标准化提案,支持BF16这一与FP32有相同数值范围但精度更低的数据类型,有利于提升深度学习效能。另外,如H扩展,IOMMU和AIA等规范也达到了稳定的1.0版本,提供了CPU虚拟化、内存虚拟化、中断虚拟化和IO虚拟化等方面的支持,从而为RISC-V迈向高性能领域提供了坚实的基础。

在此基础上,伴随着生成式人工智能的科技浪潮,RISC-V在AI加速、边缘计算、智能终端等领域的应用也崭露头角,通过矢量以及正在建设中的张量等指令扩展方式,不断完善对AI计算的支撑。在本次论坛展区,记者看到了搭载奕斯伟RISC-V边缘计算SoC EIC7700X的安防场景demo,该系统可以同时解码和识别多路摄像头中的人、车、特定目标物等主体。奕斯伟还提供了以EIC7700X为主控芯片的64位RISC-V开发板,并演示了该开发板支持运行的AI PC电脑桌面和大语言模型应用场景。

“五年前,我们说AI时代原生的计算架构可能是RISC-V,现在我们相信,RISC-V一定能成为AI时代的原生计算架构。”王东升对记者说。

虽然RISC-V在AI领域的天然优势和应用潜力变得越来越清晰,但这种优势不能仅仅通过底层技术来兑现,也要像X86架构的PC处理器、Arm架构的手机处理器一样,能被广大行业用户和消费者感知和使用。而用户触达AI能力的方式,往往是通过形形色色的APP。从生态层面来看,计算平台承载的APP数量越多、类目越丰富,对于生态的要求也就越强,比如手机、笔记本电脑、公有云等,就是典型的强生态场景。人工智能作为底层赋能技术,也将融入大量强生态场景。市调机构预计,随着 AIGC 技术的发展,到 2024 年全球将涌现出超过 5 亿个新应用,相当于过去 40 年间出现的应用数总和。

然而,RISC-V在强生态场景,还处于零星布局的状态。奕斯伟计算高级副总裁、CTO何宁将RISC-V当前的挑战归纳为缺应用、缺产品、缺体系。

所谓缺应用,是指RISC-V软件生态尚不完善,在物联网场景之外的应用相对匮乏,尚无在强生态场景规模化落地案例。缺产品是指RISC-V现有产品矩阵还不够丰富,无法覆盖各类应用场景需求。而缺体系,指RISC-V应用目前还是靠各个企业单打独斗,缺乏统一的旗帜来号召和组织产业链资源,形成体系化、规模化的应用场景。

而RDI这一产业概念,为RISC-V的生态建设,提供了抓手和路径。

以RDI为旗帜推动RISC-V走向显性

早在2022年,问世仅仅12年的RISC-V就达成了百亿颗内核出货量的里程碑。但是,这些内核较为零散地分布在各类芯片中,难以形成显性可见的应用成果。

RDI的提出,整合了RISC-V的产品体系,推动RISC-V在行业场景的体系化、规模化落地,将RISC-V的优势和作用显性地体现出来,既提升了各界对RISC-V的认知度和接受度,也能够吸引更多从业者参与RISC-V的生态建设。

在王东升看来,RDI对产业有两个利好:一是将RISC-V的蛋糕做大,二是帮助所有从业者开拓更广阔的应用场景。“RDI就像海上的冰山,海平面以上的部分是透明、开放的,海平面以下的部分是企业各自的能力。对于海平面以上的部分,我们要完善生态,把蛋糕做大。海平面以下的部分,则需要IP层到系统层的生态链伙伴持续提升各自的技术实力,再一起反哺RISC-V生态。”王东升向《中国电子报》记者表示。

对于“海平面以上的部分”,奕斯伟正在建设包含IP层、芯粒层、芯片层、板卡层和系统层的开放平台,通过开放的软硬件接口,让更多的企业参与RISC-V产业生态建设,并在开放合作的过程中获得商业回报。

垂直行业场景是RDI部署落地的切口。本次RDI生态论坛举办了“武汉RISC-V生态创新中心”揭牌仪式。该中心是在武汉市委市政府、东湖高新区的支持下,由武汉数据集团、武汉光谷金控集团、聚力开源公司(由奕斯伟计算等众多RISC-V生态链企业联合发起)在2023年10月共同组建,其任务是携手RISC-V生态链伙伴遴选垂直行业场景,通过组建产品矩阵、形成系统方案、开展测试验证、实现应用示范及推广,推动RDI生态建设和产业发展。成立至今,该中心牵引元石智算等生态链伙伴开发了RISC-V服务器及跨架构云原生服务器集群。

据武汉RISC-V生态创新中心总经理周宇虹介绍,在私有云的使用场景中,客户一般以集群的方式进行算力部署,根据使用场景不同进行服务器数量和种类配置,并通过统一的云管平台进行算力调度。“在RISC-V生态成熟的应用场景中,可以大量使用RISC-V服务器。在RISC-V生态尚未完善的场景中,可以将部分应用部署在X86的服务器上,进行跨架构集群。目前RISC-V跨架构云原生服务器集群已经有若干原型和部署实例。”

RDI概念的提出,也对应了何宁提到的RISC-V的三个缺项,将推动RISC-V从隐形走向显性。

面对缺应用的问题,RDI以行业应用作为突破口,逐步向生态需求更强的场景渗透。相比笔记本电脑、手机等应用繁多的强生态场景,垂直行业应用呈现出限定的生态环境。RISC-V可以优先在垂直行业的限定生态场景落地,再逐步向强生态场景突围。面对缺产品,RDI以应用示范项目作为牵引,以创新中心等生态平台组织作为桥梁,围绕实际需求,有组织、有计划、有目的地完善产品矩阵。面对缺体系的问题,产业可以以RDI为旗帜,以领军企业为链主,构建体系化的行业解决方案,推动RISC-V进入显性的应用阶段。

“当我们聚集在RDI这面旗帜之下,聚焦行业应用,构建丰富的产品矩阵,RISC-V一定能进入到显性化的应用阶段。进入这个阶段之后,我相信大家不会再问为什么RISC-V出货了这么多,却看不到应用在哪里。”何宁说。

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