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中国科学院软件研究所副总工程师武延军发表演讲

来源: 中国日报网
2021-09-26 16:25 
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9月26日,开源生态论坛在浙江乌镇召开。在论坛第四个环节上,中国科学院软件研究所副总工程师武延军发表演讲,题为《RISC-V开放指令集与开源基础软件》。

中国科学院软件研究所副总工程师武延军

全文如下:

尊敬的各位嘉宾,大家下午好。我演讲的题目是《RISC—V开放指令集与开源基础软件》,也是这次论坛大家比较关注的两个关键词。

首先回顾指令集和技术软件。

技术软件本身是硬件和试验应用之间的桥梁:上面是API,应用编程开发和应用型接口;底下就是指令集。技术软件是生态的黏合剂和催化剂,上面有大量的最终用户,还有大量的开发者、全国的2000多家芯片设计企业,以及两万多家的全球企业。有一个例子,安卓出来以后很短的时间内——不到十年的时间——就达到了万亿级的水平。

指令集是IT生态的起始原点,属于硬件和软件之间的接口规范。常年以来指令集属于公司私有,在IT其他的领域里标准规范都是开放的,比如TCIP的协议。指令集的私有化是一个瓶颈点,RISC—V有望打破这个瓶颈。为什么RISC—V最有希望打破X86和ARM的垄断呢?前面都已经提过,我们认为第一是设计简洁、开源开放、全球共享共治,适应了算力多样化的发展。另一方面,物联网算力的发展是过渡的发展,我们希望是低功耗的模式。在这种情况下需要有一个灵活定制的芯片或者指令集。第三个方面,是全球参与的高速增长,还有10—15年产业变革的贝尔定律。这个是RISC—V生态增长趋势。

下面,跟大家汇报一下RISC—V出来以后对基础软件带来哪些机遇。

首先RISC—V的多样化、定制化使得它能够满足更多丰富的场景。而对于中国来说最不缺的就是场景,特别是对比一些桌面服务器、移动终端的发展模式,在未来的智能物联模式下可能有新的组合,类似于以前的英特尔,有一种叫英特尔S,有一套技术软件能够适配大量的处理器厂商,实现对丰富场景的适应。

基础软件是多样化的应用生态和多样化的芯片之间的一个“关键细腰”,起到承上启下的作用,同时RISC—V对众多软件的专业方向带来了新的需求。这是RISC—V官方网站上看到的RISC—V发展需求,分别是专业方向的发展需求,和对应软件学科的发展方向,几乎覆盖了现在所有的软件学科方向。

许多的开源软件需要适配,这些开源软件并不是最近几年才出现,比如说GCC已经出来了将近40年,需要在软件适配做一些修改,甚至颠覆性架构的改变。这为软件生态的突破带来一些机会。

我们以服务开发者工具为例,在传统的GCC还是现在的LLVM为主的形态。在这个时间节点上我们站在同样的起跑线上,并不比国外落后,在这些领域里如果能够及时发力还可以起到引领的作用。

我们认为RISC—V孕育着万亿元级产业的新机会。我做了一个坐标图,纵坐标是RISC—V性能不断增长的体现,横坐标是主要的技术软件,也是按照不同的级别,根据硬件的不同级别对软件规模的需求增长曲线。在这个过程中历史上已经诞生了非常多的重量级企业,包括重客创达,也包括微软、谷歌、redhat,RISC—V可能会带来新的发展机遇。这个时代浪潮中,中国机构已经在RISC—V中有所作为,我们统计了一下在全球221个高级战略会员中,中国有83个高级战略会员,其中有11个是高级会员,美国是80个,其中2个是高级会员,理事会中我们比美国还多3个,在新的RISC—V基金会认定四个发展伙伴中有3个来自中国。

最后汇报一下个人对RISC—V软件发展路径的思考。虽然机遇非常大,能不能抓住这个机遇,还面临很多的挑战。此外,我们是否能够意识到基础软件的重要性,国家一直在一些政策上在转变,业界也在做一些呼吁,但意识还不是足够强大。

我在去年看到RISC—V创始人之一,讲到在2020年之前RISC—V主要发展的是计算机体系结构,但是到2020年优先级已经转变到软件,软件代表了RISC—V的生态,而技术软件又是里面的底座,目前国内对软件的重视程度还远远不够。

第二个问题,能够深刻认识到开源的必然性和重要性。到底是什么让开源不可避免?其实首先是规模,不管是软件还是开源软件规模已经达到了很复杂的程度,这种复杂的规模下不被开源所支持、不是全社会所参与的话,维护成本非常高,进而失去竞争的优势。另外在软件上游的贡献者中,除了中科院软件所还有欧洲的EPI、以及美国的谷歌、西部数据等等,我们在这里面的话语权已经展开了相应的竞争。还有就是软件的迭代。软件和硬件不一样,硬件一个型号产品推向市场就不会有大的变化,但是软件是无时无刻不在迭代,如何在迭代中保持,也是很重要的。软件迭代是时刻在进行的。

对RISC—V本身来说,还有一点——能否真正地防止生态的碎片化。RISC—V因为基础指令集加上扩展指令集的特性,导致很多的厂商都会基于基础指令集扩展之外定制自己的指令集,就会带来生态的多样化,但是往不好的方向发展就是碎片化。国际基金会认为,首先用户不希望厂商锁定,这是从用户的需求出发不会导致碎片化。从技术上来讲,通过软件——尤其是没有任何一个国家、任何一个组织独立开发的开源软件模式,能够防止碎片化。但是这种情况并不乐观,特别是在国内很多公司可能认为自己就能够主导这个软件,而且不会导致碎片化。这种错误要转变起来非常难,特别是一些传统的芯片公司。

最后要避免三多三少。当年倪光南院士说,中国开源软件面临的一个问题,叫使用多、投入少,第二是贡献多,主导少,三是研究多、转化少,分别代表对开源模式不理解,对关键技术不掌握,对核心业务不自主。其实在我们整个RISC—V的生态发展中也可能会重导这样的覆辙。怎么避免?就是从RISC—V生态一开始就要重视开源供给测的高质量发展,在RISC—V的基础软件生态建设过程中就要抢占制高点,抓住生态建设的关键环节,就像谷歌占住了ARM的关键环节一样,我们也要知道RISC—V的关键环节在哪里,要重点参与,要做到有所为,有所不为。

总结一下,指令集是软硬件生态集的起始原点,基础软件是生态的核心,决定了IT生态的话语权。RISC—V的开放多样化、定制化特点更适合中国丰富的场景,为基础软件带来重要的机遇,但也面临诸多挑战。RISC—V生态基础软件构建任重道远,但是光明在前。

谢谢。

 

【责任编辑:刁云娇】
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