「平頭哥」發布首款晶元玄鐵910，RISC-V 或成為真正國產自主指令集架構

來源 ：EDN

去年4月，阿里巴巴集團宣布，公司研發部門達摩院正研發一款神經網路晶元「Ali-NPU」。同年 9 月，阿里巴巴成立獨立晶元企業，馬雲賜名「平頭哥」，由阿里內部的晶元業務與外部收購而來的中天微系統有限公司整合而成，阿里全資控股。

今天，阿里自研晶元平頭哥終於發布了首款處理器，不過仍然是「半遮面」。

平頭哥首個成果——玄鐵910

這家晶元公司發布了首款處理器——玄鐵910（「玄鐵」取自金庸小說、楊過手裡的神劍之名，有重劍無鋒大巧不工的含義）。據官方介紹，這款處理器基於開源RISC-V架構，同時也是該架構下性能最強的處理器，採用 12nm 製程，主頻 2.5GHz，7.1Coremark/MHZ（世界公認的 BenchMark）。

架構上，玄鐵 910 採用 16core 結構，12 級亂序流水線，並行 3 發射 8 執行 2 內存訪問，最大支持 8MB 二級緩存，AI 增強的向量計算引擎。

據了解，玄鐵910採用的 3 發射 8 執行的複雜亂序執行架構，是業界首個實現每周期2條內存訪問的RISC-V處理器；基於RISC-V擴展了50餘條指令，系統性增強了RISC-V的計算、存儲和多核等方面能力。

據現場公布數據，玄鐵910較業界主流晶元性能提高40%，較標準指令性能高出20%。戚肖寧介紹，這源於平頭哥體系架構、指令系統、系統優化，以及中天微十餘年的量產經驗而達到的整體效果。

該顆晶元適用於用在人工智慧加速器、5G、網路通訊、人工智慧、自動將駕駛領域，可嵌入 CPU、SOC 晶元中。

為了進一步降低晶元設計門檻，加速行業創新，平頭哥還現場發布英雄帖，邀請有量產能力企業和高校科研機構共同打造標杆項目，並宣布「普惠晶元」計劃，在開源的RISC-V基礎上進一步降低企業設計晶元的門檻：

全面開放玄鐵910 IP Core，全球開發者可以免費下載該處理器的FPGA代碼，快速開展晶元原型設計和架構創新；

同時，平頭哥還打造了面向領域定製優化的晶元平台(Domain specific SoC)，提供包括CPU IP、SoC平台以及演算法在內的軟硬體資源，面向不同AIoT場景為企業和開發者提供不同層次的晶元服務。

換而言之，平頭哥要將晶元性能提升一倍以上之餘還可以將晶元成本降低一半。

RISC-V 可能真正能成為國產的自主的指令集架構

此次架構中採用的 RISC-V 是一種免費開源指令集架構 (ISA)。誕生於加州大學伯克利分校的RISC-V因為其開源、靈活和低成本等優勢，從面世開始就受到了開發者的熱烈支持和廠商的廣泛關注。尤其是進入最近幾年，在AIoT潮流和各國政府的支持下，RISC-V更是呈現出一種星火燎原之勢。

該指令集設計非常簡單，採用了基礎指令集與擴展指令集的方式，基礎指令集只包含了不到 50 條指令。

「RISC-V 可能真正能成為國產的自主的指令集架構。」RISC-V 技術領袖、芯來科技 CEO 胡振波在接受媒體採訪時談道，RISC-V 作為免費的架構，將會和 ARM 產生競爭。在手機等傳統 ARM 的壟斷領域會保持強勢存在，在一些新興的邊緣領域，比如 IoT、AI、邊緣計算領域，RISC-V 將具有爆發空間。

阿里加碼晶元競爭有哪些優勢？

據了解，阿里的晶元研發團隊目前已經將近兩百餘人，分設於上海、美國兩地，去年對外公布為數十人，一年時間裡發展迅速。

其核心團隊擁有十年以上的CPU和晶元研發經驗，長期從事自研指令架構、CPU微體系結構與系統晶元產品的研發，累計開發了7款嵌入式CPU IP核；同時這些產品均已得到大規模量產的驗證，授權客戶超100家，累計銷售超十億顆，這些晶元被廣泛應用於機器視覺、工業控制、車載終端、移動通信、多媒體、無線接入和信息安全等領域，主要客戶為一線晶元設計公司。

據此前介紹，平頭哥公司將做兩類晶元，一是雲端的神經網路晶元 Ali-NPU，類似於谷歌的 TPU（張量處理器），用於 AI 推理；二是嵌入式晶元，用於物聯網終端。

阿里做晶元，還有一個更大的優勢在於可以將產品直接用在公司運營中，並且對這些場景足夠了解。

而在此之前，阿里廣投晶元企業，注資了不少新興的晶元企業，加碼晶元競爭。2018 年 6 月，國內 AI 晶元企業寒武紀科技宣布完成數億美元 B 輪融資，原股東阿里巴巴創新投跟投。寒武紀的發展思路也是雲端一體，與平頭哥的定位類似。此外，阿里巴巴創業者基金還投資了美國終端 AI 晶元商耐能（Kneron）。

目前，阿里的嵌入式晶元已經發布，而雲端的神經網路晶元 Ali-NPU 的進展同樣值得關注，並且將為阿里雲業務帶來更為直接的推進和影響。據了解，該顆晶元或將於今年晚些時候公布進展。

小結：中國企業能否贏得AI國際競賽？

放眼全球，Facebook、谷歌、蘋果、亞馬遜等美國科技巨頭均投入 AI 晶元的研發和不久。谷歌已將自主研發的 AI 晶元 TPU 應用於加速搜索、翻譯、相冊等功能。2018 年 2 月，亞馬遜開始設計製造 AI 晶元，計劃應用於雲端攝像頭、Echo 揚聲器等以服務智能家居硬體市場。同年 4 月，蘋果宣布正在開發 Mac 電腦定製晶元，將於 2020 棄用英特爾，導致英特爾股價暴跌 9.2%。國內百度曾公布面向雲端的人工智慧晶元項目「崑崙」。

李開復認為儘管美國目前仍然佔據上風，但權力平衡正發生轉移。

他說：「中國顯然擁有數據優勢，它的工程技術同樣發達，它的企業家可能比其他任何國家都要強大。資本總額與美國相當，市場規模更大。雙頭壟斷已經成為現實，只是如今美國依然佔據著上風。但我認為，這種趨勢將不可避免地改變。」

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