中科院发布开源芯片软硬件相关成果

芯片是信息技术的“引擎”，推动着人类社会数字化、信息化与智能化发展。面对日新月异的信息化社会发展需求，如何持续推动处理器芯片产业及相关领域高质量发展，是我国在科技强国新征程上必须要回答的重要问题。

5月26日下午，由中国科学院主办，中国科学院重大科技任务局、中国科学院计算技术研究所承办的2023中关村论坛“RISC-V开源处理器芯片生态发展论坛”在中关村展示中心成功举办，论坛邀请RISC-V开源处理器芯片领域国内外知名专家学者，围绕开源芯片核心技术和生态构建开展研讨，并发布了具有里程碑意义的“香山”开源高性能RISC-V处理器核、“傲来”RISC-V原生操作系统的最新成果。

▲“香山”开源高性能RISC-V处理器、“傲来”RISC-V原生操作系统成果发布现场

这两个具有代表性的阶段性技术成果，是在中国科学院“先导”专项的支持下得以产生的。

中科院在2018年就制定了开源处理器发展规划，成立了中国开放指令生态联盟，并制定了到2030年“三步走”的规划。2019年，中科院率先启动了“先导”专项，推动RISC-V中国生态的发展，包括研制开源的高性能处理器和RISC-V原生操作系统。

“先导”专项负责人、中国工程院院士、中科院计算所学术委员会主任孙凝晖通过视频连线介绍了专项成果。他表示，“香山”目前是国际性能最高的开源RISC-V处理器核，“傲来”操作系统能够原生支持RISC-V，特别是支持智能物联（AIoT）应用场景，二者就像如今的ARM芯片和安卓系统那样，是一对“黄金搭档”。

开源芯片有两个重要的目标：一是低成本复用。芯片设计中90%的部分可复用，通过开源/开放的方式可以提供给整个产业，共享开源组件。另外，开源设计流程支持众包的模式，如果很多企业一起开发芯片，就能大大降低缩短成本、缩短开发周期。

而开源芯片的发展道路，也可以防止关键技术被某个企业或者某个国家所垄断。“这个生态借鉴了5G的模式，即标准和产品是分离的。” 孙凝晖解释，标准虽是所有国家一起制定的，但各个企业可以根据共同制定的标准来自主实现产品。“我们国家的市场大、应用场景多，我们可以根据各种场景来研制产品，在生态上不受一个企业或者一个国家的制约。”

孙凝晖表示，在北京市和中科院支持下，企业、产业界联合发起成立了北京开源芯片研究院（“开芯院”），对“香山”处理器核的后续进行产品化改造和后续更高性能的开源处理SoC（系统级芯片）架构的研发。目前，已经有超过10家企业基于前期的“香山”知识产权核，研发自己的SoC芯片。

据了解，RISC-V入选了今年《麻省理工科技评论》选出的“十大突破性技术”，也代表了新一轮芯片设计产业变革的浪潮。

中国科学院计算所副所长包云岗认为，这样的浪潮中，有可能孕育出一些新兴的领军企业。他以开源操作系统Linux为例：1991年，Linux通过开源模式，既产生了强大的技术生命力，又有深远的产业影响。到今天，全球Linux系统每年安装量超过260亿，在全球的服务器操作系统中占据了70%份额。“我们希望在芯片领域里面也能建立起像Linux这样的开源RISC-V核的主线，既能被产业界广泛应用，又能够支持学术界实现创新。”

中国科学院软件所副所长武延军，对“傲来”RISC-V原生操作系统的详细情况做了说明。

为什么要开发这样一个操作系统？“我们坚定地认为，一个开放的RISC-V应该符合未来AIoT多场景的应用需求。因此对于操作系统来说，我们也需要自底向上构建与（RISC-V）处理器芯片相适配的操作系统。”他说。 

武延军介绍，要构建面向RISC-V的原生操作系统，需要做很多工作。具体包括板型支持包适配优化、内核的选型与适配、基础库优化、运行式环境、应用框架以及典型应用等。核心的要点，一是针对RISC-V指令集源码包的适配，二是针对RISC-V处理器本身的微架构全栈式优化，例如“香山”处理器的微架构设计，在RISC-V通用指令集上有额外的创新，也要做全栈式的优化。

“香山”开源高性能RISC-V处理器核、“傲来”RISC-V原生操作系统的发布，受到全球开源芯片社区高度关注，为我国在这一新兴技术领域的可持续发展奠定了重要基础。