La belleza de la arquitectura

El 20 de diciembre de 2021, se celebró en Zhuhai la 16ª Conferencia de Promoción de la Industria de Circuitos Integrados "Chip de China". Ni Guangnan, académico de la Academia de Ingeniería de China, señaló en la reunión que el mercado actual de CPU está monopolizado principalmente por las arquitecturas x86 y Arm, y China quiere romper esta situación y lograr un control independiente de la arquitectura RISC-V de código abierto. Será una gran oportunidad y dirección de desarrollo. En el futuro, se espera que el patrón de arquitectura de CPU principal del mundo, la arquitectura RISC-V, alcance un tercio del mundo.

Los datos muestran que RISC es un procesador de instrucciones reducido, que se originó por el profesor David Patterson y su equipo en el Departamento de Ciencias de la Computación del Departamento EECS de la Universidad de California, Berkeley. El producto de este proyecto de investigación. RISC-V es la arquitectura de procesador de instrucciones reducida de cuarta generación desarrollada por el equipo del profesor David Patterson.

El profesor David Patterson estudió RISC principalmente porque en ese momento los fabricantes de CPU como Intel y Arm tenían altos requisitos de licencia para la arquitectura de CPU, y las tarifas de licencia también eran muy altas. ¿Existe algún otro código abierto o gratuito? ¿CPU? Por lo tanto, decidimos diseñar una nueva arquitectura de CPU desde cero. Después del exitoso diseño de RISC-V, la hemos hecho gratuita y de código abierto.

Sin embargo, con el estallido del incidente de ZTE en 2018, especialmente después de que Estados Unidos incluyera a Huawei en la lista de entidades en 2019, Arm tuvo que cumplir con la prohibición estadounidense en ese momento porque Arm tenía una centro de investigación y desarrollo en Estados Unidos, cortó temporalmente el suministro a Huawei. Esto ha desencadenado aún más la búsqueda de la arquitectura RISC-V de código abierto y sin restricciones por parte de fabricantes en China e incluso en todo el mundo.

Según datos de la Fundación RISC-V, actualmente hay más de 2.000 miembros que abarcan 70 países. Antes de esto, en 2018, solo había menos de 200 miembros, lo que demuestra el rápido desarrollo de RISC-V en los últimos años. Esto también es inseparable del fuerte apoyo de los fabricantes chinos.

Actualmente, entre los únicos 14 miembros de más alto nivel de la Fundación RISC-V, 9 son fabricantes chinos. Incluyendo Alibaba (Pingtouge Semiconductor), Huawei, ZTE, Sai Fang Technology, Unisoc, Sim Computing, Instituto de Software de la Academia China de Ciencias (ISCAS), Instituto de Tecnología Informática de la Academia China de Ciencias (ICT) y Cheng Capital. . Además, también hay muchos fabricantes chinos entre los miembros estratégicos de la Fundación RISC-V.

El año pasado, la sede de la Fundación RISC-V se mudó de Estados Unidos a Suiza, y luego puede escapar del impacto de las sanciones comerciales de Estados Unidos. Esto también alivia aún más las preocupaciones internas sobre el desarrollo de RISC-V.

Según Semico Research, los envíos de núcleos de CPU RISC-V alcanzarán los 62.400 millones en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 146,2% de 2018 a 2025. Entre ellos, en el ámbito industrial, tomará la delantera con envíos de 16.700 millones de núcleos.

La siguiente es la transcripción del discurso del académico Ni Guangnan (ligeramente modificado):

Estimados líderes, distinguidos invitados, damas y caballeros

¡Buenas tardes a todos!

Me complace mucho haber sido invitado a participar en la 16.ª Conferencia de promoción de la industria de circuitos integrados "China Core" de 2021 y en la ceremonia de publicación de los resultados de la colección de productos excelentes de China Core.

Como todos sabemos, la arquitectura de la CPU (unidad central de procesamiento) es la líder en la cadena de la industria de los chips. No solo determina el rendimiento de la CPU, sino que también lidera en gran medida toda la industria de los chips. . En particular, tiene un impacto significativo en la capacitación de talentos de diseño, herramientas de diseño (EDA), bibliotecas de IP de chips, ecología de aplicaciones y otros aspectos. Además, también afecta la producción, las pruebas y el empaquetado de chips. En los últimos años, la proporción de productos SoC que contienen microprocesadores en productos de chips ha aumentado a más del 70%, lo que demuestra que el impacto de la arquitectura de CPU en la industria de los chips continúa creciendo.

Después de años de desarrollo en la industria de chips de China, algunas empresas han logrado grandes logros en la industria. Actualmente, coexisten en el mercado muchas arquitecturas de CPU nacionales (como Feiteng, Huawei, Sunway, Loongson, Haiguang). , Zhaoxin, etc.). Sin embargo, a largo plazo, la arquitectura de CPU convencional tiene un fuerte monopolio. En el futuro, lo más probable es que las CPU convencionales en el mercado mundial estén monopolizadas por x86 y ARM, y ambos son derechos de propiedad de empresas estadounidenses. Se puede ver que la coexistencia existente de múltiples arquitecturas de CPU en mi país dificulta la obtención de una ventaja competitiva. De esta manera, aún será difícil para la industria de chips de mi país deshacerse de la situación de estar controlada por otros.

En los últimos años, una arquitectura emergente de CPU con conjunto de instrucciones reducido RISC-V de código abierto ha brindado oportunidades para el desarrollo de nuestra industria de chips. La arquitectura RISC-V fue inventada por el Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de California, Berkeley, en 2010. Adopta un modelo de código abierto. Los usuarios pueden usar la arquitectura de forma libre y gratuita para diseñar y desarrollar CPU y agregar sus propias instrucciones. conjuntos para expansión. Pueden elegir si lanzarlo al público, o ventas comerciales, o reemplazo de otros acuerdos de licencia, o uso de código completamente cerrado.

El año pasado, la Fundación RISC-V, que lidera esta comunidad de código abierto, se mudó de Estados Unidos a Suiza para escapar del impacto de las sanciones comerciales estadounidenses. El profesor David Patterson, líder de este chip, ha creado un laboratorio conjunto con la Universidad de Tsinghua en Shenzhen. En los últimos años, a través de la evaluación y el uso de prueba por parte de todos los sectores de la industria, la academia y la investigación en mi país, en general se cree que RISC-V tiene una arquitectura avanzada y funciones completas, y es posible obtener ventajas de mercado en Los campos de las tecnologías de la información de nueva generación como AI, IoT, big data, computación en la nube, etc., en el futuro, en el patrón de arquitectura de CPU principal del mundo, uno llegará a un tercio del mundo.

Con este fin, se recomienda que nuestro país pueda centrarse adecuadamente en la arquitectura RISC-V para desarrollar la industria de chips, de modo que podamos aprovechar las oportunidades del rápido desarrollo de la industria de chips de China, y no estar restringido por estructuras de monopolio extranjero y desarrollar activamente la industria de chips. El poder está firmemente en nuestras propias manos. Dado que RISC-V adopta un modelo de código abierto, esto no requiere una gran inversión de capital, pero principalmente establece rutas técnicas, organiza y moviliza comunidades de código abierto, talentos de código abierto y proporciona la orientación política correspondiente, etc., para que aprovechar al máximo las ventajas del sistema nacional de nuestro país y enriquecer las ventajas del talento y las ventajas del mercado a gran escala.

Nos alegra ver que en el campo del código abierto, el personal científico y técnico de nuestro país ha creado algunas comunidades de código abierto y tiene una voz considerable e incluso un cierto grado de dominio, como OpenEuler, OpenHarmony, etc., lo que muestra que el mundo de código abierto de China está logrando nuevos avances innovadores y pasando gradualmente de un gran país de código abierto a un país poderoso de código abierto. En este contexto, recientemente hemos estado cooperando con la Fundación de Ciencia y Tecnología China Guanghua, un grupo de institutos de software, algunas universidades y empresas, para iniciar el establecimiento de un fondo especial ecológico RISC-V, con la esperanza de recibir un fuerte apoyo de todos los sectores. Apoyar y formar rápidamente una fuerza impulsora para promover el desarrollo de los chips de código abierto RISC-V de China, convirtiéndolos en una piedra angular de apoyo al sistema de tecnología de la información de mi país. Se espera que con la fuerte vitalidad del código abierto, promueva el desarrollo de las iniciativas científicas y tecnológicas del país y al mismo tiempo haga contribuciones destacadas a la comunidad mundial de código abierto.

Por último, unámonos en la industria de los chips a nuestros pares de todo el mundo para adoptar la nueva tendencia de los chips de código abierto RISC-V, aprovechar al máximo el modelo de código abierto y colaborar con los desarrolladores de todo el mundo. El mundo promoverá conjuntamente el desarrollo de RISC-V de código abierto. ¡Contribuya al rápido desarrollo de la industria de chips de mi país y a la construcción de una comunidad de futuro compartido para la ciencia y la tecnología humanas!

¡Gracias a todos!