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倪光南院士:开源第五代精简指令集,为智能网联汽车发展提供新机遇

时间:  2022-09-23 14:02   来源:  汽车总站网    作者:  wenguan

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2022世界智能网联汽车大会于9月16日-19日在北京中国国际展览中心(新馆)举办。大会已成功召开四届,由北京市人民政府、工业和信息化部、公安部、交通运输部、中国科学技术协会共同主办。本届大会以“智能加速度 网联新生态”为主题,将集中呈现1场开幕式暨主论坛、7场主题峰会、6个特色专场、2场闭门会、1场实地调研活动。
在17日下午举办的顺义专场二:“开放创新赋能智能网联汽车产业”上中国工程院院士倪光南以视频方式做开源第五代精简指令集,为智能网联汽车发展提供新机遇的专题报告。
倪光南院士:开源第五代精简指令集,为智能网联汽车发展提供新机遇
以下为演讲内容:
各位领导、各位嘉宾,女士们、先生们,大家好,我是倪光南。非常荣幸受邀参加2022世界智能网联汽车大会,智能网联汽车是通过运用新一代信息技术,是传统汽车发展成为智能移动空间应用终端这样一种新一代的汽车,目前它已经成为国家重点关注的新兴产业,也是各个整车厂重点的研发方向。
CPU是汽车产业发展的关键技术之一,CPU的架构是芯片产业链和产业生态的龙头,据报道马斯克将推汽车芯片,使汽车成为四个轮子上移动的巨型计算机。CPU的架构不仅决定了CPU芯片本身的性能,而且在很大程度上引领了整个芯片产业和产业的生态。尤其是对设计人才培养、设计工具(EDA)、芯片IP库、芯片应用生态等方面都有重大的影响。
此外,芯片的架构也影响到芯片的生产、测试、封装等等环节。近年来包含微处理器的SoC芯片,在产品中的比重已经达到了70%以上,这表明芯片应用与CPU架构之间的关联性正在增强,历史上在PC和互联网的时期,X86架构的芯片占据优势,而在移动互联网时期,ARM架构的芯片占据优势。今后在智能互联时期,CPU架构的格局也会随之发生变化,我们应顺势而为,提前谋划。
这几年国产CPU发展很快,现在国内市场上有六七种CPU的架构并存,但是这并非长久之计,因为CPU的架构具有很强的垄断性,长期以来,占据世界芯片主要市场份额的CPU,我们这里称为“主流CPU”,在世界上只有X86和ARM两种架构,这种情况大概还会持续下去。由此可见,目前我们多种国产CPU架构并存,未来可能会造成资源分散,低水平重复,这种状况如果不加以改进,若干年后我国将缺乏能在全球市场上与X86和ARM两家竞争的自主CPU架构,从而可能在“主流CPU”方面仍然受制于人,为此我们有必要思考一下国产CPU架构发展的技术路线。
首先,我国目前发展CPU产业有两种现象,一是“单打独斗”,即主要依托自己已有的架构进行发展,它的优势是可以实现自主可控,并且能满足国内应用领域的需求,但是它的劣势是生态小众,难以进入世界主流CPU之列。另外一种是“从众跟随”,也就是跟着别人的架构走,它的优势是可以利用已经成熟的生态,但是很难实现自主可控。当前国际环境错综复杂,归根到底依然会受到指令集架构知识产权的制约,难以规避各种制裁。
鉴于上述的情况,建议我国抓住新一代信息技术发展机遇,面向未来“主流CPU”市场,聚焦于开源RISC-V架构发展中国的芯片产业,尤其是类似新兴的智能网联汽车领域,这些新兴的领域可以通过充分发挥我国举国体制和超大规模市场优势、人才优势,共建RISC-V的产业生态,增强RISC-V产业链供应链的自主可控能力。可以通过加大对RISC-V开源社区的贡献以增大我们的话语权和主导权,最终使世界“主流CPU”市场形成X86、ARM和RISC-V三分天下的格局。
目前RISC-V已经成为芯片业界的新宠,进入到繁荣的发展期,开源RISC-V的出现顺应未来新一代信息技术的需求,它的精简指令集符合CPU架构的发展趋势,它所采用的开源是也符合科学开放精神,大大降低了芯片产业门槛。
RISC-V的人才培养便捷,研发周期缩短,这些都使它后期发现具备强大的生命力。如果从主流CPU指令代码来看,X86属于复杂指令集(CISC),ARM属于精简指令集(RISC),现在两者各有利弊,但是总的说来,RISC出现比较晚,架构比较新,比较先进,现在ARM在移动领域已经超过了X86。在原先X86的优势领域,比如提供算力方面也在拉近与X86的差距,可以预计未来ARM还有进一步蚕食X86市场的可能。
RISC-V和ARM是同一类型,不过它的问世更晚一些,与ARM相比,在架构上又有所改进,而且没有ARM那样要兼容过去多年老版本的包袱,所以预计RISC-V在新应用领域的发展速度有可能更快。
从RISC-V所采用的开源模式来看,迄今为止开源软件已经经过几十年的发展历史,取得的成就令人瞩目,业界已经对开源的强大生命力形成了共识,为此人们对开源的RISC-V也寄于厚望。
回顾这十多年来,RISC-V从走出校门发展到今天成为业界的新宠,有力地证明开源模式既能推进软件也能推进硬件,RISC-V借助开源的东风,其前途不可限量。从人才的培养上面看,在培训芯片工程方面,伴随着RISC-V发展起来的Chisel敏捷开发语言可以大大提高设计效率。比如中国科学院大学通过使用RISC-V开放指令集和Chisel敏捷硬件设计语言,可以让5个本科学生在4个月里完成一款RISC-V处理器SoC设计工作,这一传统方法需要几年培训时间相比,培养的效率大大提高。说明基于RISC-V架构发展芯片业可以获得人才培养的优势。
同时开源模式可以形成“天下英才聚神州,万类霜天竞自由”的创新局面。我们建议智能网联汽车产业应该从全球视野谋划和发展汽车芯片,建议聚焦开源RISC-V架构,共同完善RISC-V生态建设,与世界开源同行协同努力,抢占全球智能网联汽车产业发展制高点,为推动汽车产业的发展贡献中国智慧。谢谢大家。
(速记未经本人审核,仅供参考)
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