中科院包云岗：五大关键认知破局RISC-V应用瓶颈

百科大全 2025年07月23日 15:10 1 admin

7月17日，在第五届RISC-V中国峰会上，中国科学院计算技术研究所副所长、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教授就RISC-V从理想到现实的关键挑战这一主题，分享了通过开源模式结构性降低成本、推动生态成熟的实践路径。

包云岗表示，尽管业界对RISC-V寄予了“创造新天地”的厚望，但其产业化进程目前仍然面临着多重现实挑战。通过与企业的深度交流，他总结出了当前存在的四大类问题。

第一类问题是产品与解决方案匮乏。目前市场上真正具备竞争力的RISC-V产品仍然处于“雷声大雨点小”的阶段。例如，市场上缺乏性能能够对标RK3588（这是一款主流的ARM芯片）且价格低25%的解决方案。

第二类问题是软硬件工具箱不足。RISC-V的生态工具，如OpenEuler软件包，其数量仅为X86/ARM的1/10，具体数量不足3000个，这难以满足“多快好省”的需求。
第三类问题是多层次人才短缺。从芯片设计、验证到解决方案、技术支持，全链条的人才均存在缺口。

第四类问题是标杆案例缺失。在服务器芯片、AI芯片等高端领域，目前尚缺乏RISC-V的成功应用案例，这使得行业信心难以建立。

针对上述问题，包云岗提出了对RISC-V的五大关键认知：

第一大认知是超越“原位替代ARM”。如果仅将RISC-V视为ARM的替代品，那么将埋没其开放性与可定制化的核心优势。
第二大认知是开源生态的结构性降本。RISC-V的开放性使得开源实现与工具链成为可能，这类似于Linux+RedHat的成熟模式，可以显著降低开发成本。
第三大认知是软硬件极致优化。RISC-V的可定制化特性结合敏捷开发，有望催生出一种新模式，即“两三人即可完成软硬件解决方案”。
第四大认知是AI驱动的新组合。AI推理的算力需求新特征，如矩阵运算、大带宽访存等，为RISC-V+AI的融合提供了机遇。
第五大认知是软件开发者获利难题。在当前的RISC-V生态中，芯片公司是主要受益方，而软件开发者尚未形成有效的盈利模式，因此需要探索新的机制。

包云岗表示，开源模式大大降低了RISC-V开发成本，以一款量产10万颗的64核服务器芯片为例，保守估计其开发成本约为7.5亿元，其中IP授权费用与版税占33%，即约2.5亿元。而通过基于开源的联合开发模式，可以为企业节省全部的IP费用，从而释放资源用于创新解决方案。

在此思路下，北京开源芯片研究院（开芯院）与中科院联合推动的“香山”开源计算子系统已经取得了关键进展。在架构迭代方面，目前已提供了三套子系统，包含两款CPU核（南湖V5、昆明湖V2）和两款片上互连（珠江V1、温榆河V2）。其中，昆明湖V2的性能达到了15分/GHz（SPECint 2006评分），优化后有望提升至18.5分/GHz，功能全面支持RVA23标准及虚拟化，与ARM N2的差距已缩小至8%。

在应用落地方面，用户企业“进迭时空”已将香山集成至SoC，并完成了4核配置的虚拟机启动测试，计划于2024年9月流片。在编译器优化方面，基于LVM的“香山”编译器可以提升性能20%（从15分提升至18分/GHz），并已并入LVM主线。在安全增强方面，昆明湖V3正在探索单核22分/GHz的目标（模拟器已达20.1分/GHz），并集成了机密虚拟机安全方案（正在推动国际标准）。在片上网络方面，温榆河V2面向通用与智能计算，支持32KB多播数据传输，并已完成2/4/8核稳定性测试，目前正在进行16核测试。

针对“开源是否等于低质量”的质疑，包云岗强调，开源完全可以实现产品级交付。过去一年，“香山”通过企业支持完成了大量工作。在测试用例方面，完成了超2万个（包括单元/集成/系统级测试）的测试，其中企业贡献了近1600个，实现了100%的功能点覆盖。在Bug修复方面，累计发现并修复了1470项Bug，其中企业贡献了近500项（如奕斯伟、进迭时空、蓝芯算力等）。在工具支持方面，合见工软、芯华章、新思等企业提供了验证工具，助力完成了16核大规模测试。

包云岗认为，开源模式将带来结构性变革。开源模式可以显著降低芯片开发成本（当前开源软件代码占比77%，未来芯片开源IP比例将从0开始突破并持续提升），通过联合开发、测试覆盖与企业协作，可以推动RISC-V从“可用”迈向“好用”。他呼吁更多企业参与香山子系统的演进（如8核、16核、64核版本），共同构建RISC-V的开源主线，最终支撑产业界的发展。[微风]