阿里平头哥最新“造芯”力作无剑600，RISC-V策略全解析！
举办的2022 risc-v中国峰会上，平头哥半导体副总裁孟建熠公布了阿里平头哥的最新“造芯”力作——无剑600。 这次，平头哥发的不是芯片，而是一个高性能risc-v芯片设计平台。它一方面帮助芯片公司降低开发芯片成本和风险，另一方面向第三方ip和基础软件公司开放，让更多资源接入到risc-v生态。 “无剑”是剑法的至高境界，也寄予了平头哥的雄心：通过“授人以渔”，提供软硬件全栈支持，显著缩短芯片从研发到量产的时间，推动更多面向不同行业的高性能risc-v芯片出现。 更重要的是，它将长期活跃于终端市场的risc-v芯片，送上了通往高性能的高速列车。 据孟建熠分享，无剑600已经实现与国产开源云端操作系统龙蜥的适配，并成功运行了大型桌面级软件和基于java的应用。
01. “平台+soc原型”双剑出鞘，突围高性能
近年起势迅猛的risc-v，与x86、arm一起，被业界并称为「三大cpu主流架构」。 因开源开放、灵活、低功耗等特性，risc-v具备没有历史包袱、没有高昂授权费用、开发成本更低、无需担忧“断供”风险等优势，被视作发展自主可控本土芯片生态的关键路径之一。 平头哥在做的事，就是通过软硬件研发投入和生态连接，推动国内risc-v生态快速壮大。 今天发布的无剑600，便意在于此。 无剑600是一个高性能risc-v异构芯片的软硬件全栈平台，拥有高性能、高内存带宽、异构计算、人工智能（ai）加速的特点，同时兼具高安全、多模态感知和软硬一体的能力。
借助该平台，开发者和企业能够快速开发性能更高、主频更高、内存更大、边缘ai计算能力更强的soc芯片。 无剑600的默认处理器是玄铁c910，即平头哥在2019年发布的主频2.5ghz的高性能risc-v核。 这将risc-v的商用性能，从1ghz推向2ghz。 有何意义？孟建熠打个比方，假如将risc-v比作跳高运动，原来只能跳1米高度，现在能稳定跳2米以上，突破了risc-v性能的极限。 在ai加速方面，无剑600平台中，最新版的玄铁c910集成了矢量vector处理器，支持fp16等新型数据类型，并可提供高达4tops的int8 ai算力，方便ai加速类应用的开发。 无剑600平台还重点实现了cpu+xpu异构架构设计，从运行功耗、内存带宽和软件栈方面都进行了优化，并支持适配gpu、npu、vpu、dsp、asic等多种不同功能的第三方ip。 也就是说，半导体ip公司可以用无剑600来打造risc-v整体生态上的能力，下游厂商进入了系统级、体系化的框架，可更高效地开发芯片。 平头哥基于无剑600平台成功“打样”——soc原型曳影1520。
这是一颗多模态ai处理器soc，内置4核玄铁c910，最高吞吐率4266mt，ai峰值算力达到4tops，支持全链路安全防护，具有4k视频处理能力，同时包含丰富的异构计算和高速io资源，软硬件都已完成应用的适配。 开发者和企业也可以在定制个性化芯片的同时，先在曳影1520上开发自己的系统，缩短产品从研发到量产上市的时间。 02. 给软硬协同打个样！ 用risc-v芯片跑大型桌面级软件
risc-v芯片的参数迈进了高性能的大门，下一步，就是考察实际跑应用的表现。 在曳影1520上，平头哥与龙蜥社区、中科院软件所plct实验室，联合打造从芯片平台到龙蜥操作系统、再到上层应用软件的全链路能力，已首次实现龙蜥linux操作系统的兼容。
▲基于龙蜥linux os的软硬件全栈平台
这进一步拓展了risc-v生态想象力。 龙蜥操作系统（anolis os）是一款基于linux的国产主流开源云计算操作系统，定位于服务器端，支持多种主流芯片架构和计算场景。 因其丰富、复杂的软件栈，龙蜥对芯片的要求非常高，此前在x86、arm架构上都经过了全面验证。这一次，龙蜥首次对risc-v提供全面支持。 曳影1520帮助risc-v架构搭载更重的操作系统和应用，完成了3000多个基础组件的适配，并首次运行firefox浏览器、libreoffice等大型桌面级软件，以及hexo和open rocket等基于nodejs和java的应用，这为更大型应用程序的适配奠定了基础。
▲图说：无剑600平台已适配龙蜥os，并首次运行libreoffice writer/impress/calc等桌面级软件
这是无剑600平台的一小步，但是risc-v的一大步。 全栈适配龙蜥，印证了无剑600平台能够适配主流云计算操作系统，并凸显了risc-v可面向特定领域及应用进行深度定制化的软硬联合优化能力。 当前，无剑600平台针对的市场主要包括平板、智慧大屏、智能nvr、ar/vr和低速ugv等这类高性能旗舰级的产品，也支持医疗成像、视频会议、家用机器人、无人机等中高端应用。 基于无剑600平台现已能运行龙蜥社区的多种云上应用，openjdk、nodejs、python等上游社区常见应用，以及ncnn等ai应用。
03. 夺榜权威ai基准测试， risc-v架构创新加速端侧ai计算
实现高性能risc-v芯片，非常考验芯片设计团队的功底，尤其体现在算力与内存、功耗、成本等多方面之间的平衡把握上。 孟建熠告诉智东西，如今下游合作伙伴已经不仅仅满足于一个硬件ip核，而更加看重软硬件能否很好融合、在稳定性和性能上都做出优势，这些需求的变化正推动市场往软硬件全栈方案发展。 以无剑600平台为例，从risc-v处理器的指令设计、微架构实现、工具链和底层库的优化、操作系统优化适配，到应用的联合调优，平头哥团队都做了大量艰苦的研发工作，才在技术软件上达到基本稳定的量产水平。
打磨好这些基本功后，还要配置专业的团队，对特定应用领域所需的功能进行锤炼。
作为高性能risc-v处理器的先行者，平头哥当前的策略是通用计算和dsa（领域专用架构）并行演进。 ai加速是当前一大主流dsa方向。随着ai计算在端侧应用愈发普及，ai开发友好性正成为芯片的一大核心竞争力。国内很多硬件加速器已经能做到较高的性能，但输在“用不起来”。 而risc-v的开放性，使其相较于arm芯片有更大的底层创新和扩展空间，能设计出更适合跑ai算法的系统，并能兼顾到不断推陈出新的ai算法对灵活可扩展性的要求。 平头哥正通过矢量扩展和全链路软硬件能力的提升，持续优化其risc-v处理器的ai加速能力。 今年4月，权威ai基准测试mlperf tiny v0.7推理性能榜单显示，基于平头哥risc-v处理器的软硬件联合优化方案，在视觉唤醒、图像分类、语音唤醒、异常监测等4个典型端侧ai任务中均取得第一，遥遥领先于第二名。
▲平头哥在mlperf tiny v0.7测试拿下4个第一
平头哥近两年也在力推为risc-v准备的ai部署工具hhb，它支持各种类型的模型和算法，通过更好地实现ai算子与硬件的适配，帮助开发者完成ai模型的高效编译及部署。 据孟建熠观察，对于1tops以下的端侧ai算力需求，平头哥现有的risc-v处理器足以胜任，不需要再额外加专用加速器；对于超过1tops的算力需求，平头哥既提供基于risc-v的扩展，也支持用户自定义的第三方ai加速ip。 例如在过去两年，平头哥与imagination在gpu和ai方面进行深度合作，已经能提供硬件ip到优化的软硬件异构计算方案。这也是risc-v领域最成熟的可量产的方案。
04. 推动生态形成合力，三分天下有其一
孟建熠分享说，未来risc-v将向3个必然趋势演进：高性能、软硬件全栈、更广的生态合作。 如何构建更加繁荣的生态？俨然是当前risc-v领域最核心的议题。 “统一形成好的生态是大家做risc-v的共识。”孟建熠谈道，risc-v不是其它架构的革命者，当务之急是证明自己能够成长起来，发展出自己的特色，真正成为“三分天下有其一”的架构。 risc-v处理器的作战阵地，正从中低端iot市场，扩展对高性能、可靠性有更高要求的云计算、边缘计算、车载智能计算等应用场景。 过去一年，全球risc-v生态进展飞速，并出现很多标志性事件：在iot（物联网）领域的应用规模超过100亿颗，中国公司的出货量占到50%；specint性能首次超过10分，进入高性能计算的行列。
平头哥也收获了显赫的战绩：玄铁处理器已成为国内risc-v领域影响力和市占率最大的处理器，广泛应用于mcu、蓝牙、无线、语音、视觉等30多类场景，授权数以每年50%的数量增长。 但相比arm逾2000亿颗芯片的出货量、几乎圈入全球主流科技公司的成熟生态，risc-v在应用规模、行业渗透率、生态多样性上，都还有很长的路要走。 在平头哥生态副总裁杨静看来，应用和软件，对于整个risc-v生态的发展至为关键。 这也是平头哥打造无剑600平台的用意所在，通过打牢软硬件全栈地桩和联通更多的第三方ip，让企业能基于risc-v开发出满足其特定应用需求的高性能稳定可靠的soc芯片产品。
平头哥已实现risc-v与anolis、aliosthings、freertos、rt-thread、linux、安卓等操作系统的适配，并在商业量产芯片中得到了应用。今年4月，平头哥玄铁c910处理器成功运行tensorflow lite，首次实现了risc-v在安卓12新系统上的ai支持。 孟建熠认为，尽管risc-v的应用市场会呈现碎片化特征，但是risc-v生态仍然是标准化和统一的。今天，risc-v国际基金会正在制定统一标准，来推动生态形成合力。 平头哥也在积极参与其中，已在risc-v国际基金会中参与了29个技术方向的标准制定，主导负责了10个技术小组，过去一年向基金会贡献8篇技术文章。 再往前走，关键问题是如何将risc-v架构的可扩展性很好发挥出来，这要求有一个标准化的高性能risc-v芯片平台，能够承载更加厚重的软件栈，而平头哥正致力于此。
05. 结语：risc-v仍在生态繁荣的前夜
在孟建熠看来，如果将目标定为渗透到桌面级或云端，那么risc-v依然处于生态繁荣的前夜，要把开发者生态培育起来，路还很长，需要全球软硬件risc-v开发者的共同努力。 可以看到，平头哥打造无剑600平台的目标，不是售卖自己的芯片，也不是授权几乎单一的标准化处理器ip，而是纵向上面向通用计算和特定领域做软硬件全栈的适配和优化，横向上扩展对第三方ip的支持，由此降低risc-v芯片的开发门槛，来吸引更多的生态合作伙伴。 这样的策略，将在帮助risc-v架构进入高性能应用的同时，助力芯片产品及应用走出多样性，共同推动risc-v生态繁荣。
改进型全桥移相ZVS-PWM DC/DC变换器
如何用隐马尔可夫模型实现中文拼音输入
三星新面板,不易碎的玻璃面板
细数国产芯片的发展历程,国产手机芯片的未来在哪里？
超实用的Linux高级命令，程序员一定要懂！
阿里平头哥最新“造芯”力作无剑600，RISC-V策略全解析！
鸿蒙系统支持的手机有哪些
美国网件推出跨楼层、无线覆盖多路由系统Orbi
三星OLED屏幕太火 小米新手机或延迟发布
三大运营商为推行5G而对4G网络实施降速的说法辟谣
OPPO成为2016年最受欢迎的手机 却被推倒了风口
保护中小企业（SMB）安全挑战是什么？
加大央企在物联网、云计算等新兴产业的布局
如何配置路由器
华为P10即将开售，华为Mate10实力抢镜：麒麟970+EMUI6.0+石墨烯电池+无线充电
快手AR尬脸舞，顶着真实人脸照片的AR形象大跳热舞
兑现诺言！百度DuerOS为对话式AI技能大赛颁奖
简谈FPGA verilog中的task用法
CNN到底是怎么回事？
光伏组件连接器的种类及原理
01. “平台+soc原型”双剑出鞘，突围高性能
近年起势迅猛的risc-v，与x86、arm一起，被业界并称为「三大cpu主流架构」。 因开源开放、灵活、低功耗等特性，risc-v具备没有历史包袱、没有高昂授权费用、开发成本更低、无需担忧“断供”风险等优势，被视作发展自主可控本土芯片生态的关键路径之一。 平头哥在做的事，就是通过软硬件研发投入和生态连接，推动国内risc-v生态快速壮大。 今天发布的无剑600，便意在于此。 无剑600是一个高性能risc-v异构芯片的软硬件全栈平台，拥有高性能、高内存带宽、异构计算、人工智能（ai）加速的特点，同时兼具高安全、多模态感知和软硬一体的能力。
借助该平台，开发者和企业能够快速开发性能更高、主频更高、内存更大、边缘ai计算能力更强的soc芯片。 无剑600的默认处理器是玄铁c910，即平头哥在2019年发布的主频2.5ghz的高性能risc-v核。 这将risc-v的商用性能，从1ghz推向2ghz。 有何意义？孟建熠打个比方，假如将risc-v比作跳高运动，原来只能跳1米高度，现在能稳定跳2米以上，突破了risc-v性能的极限。 在ai加速方面，无剑600平台中，最新版的玄铁c910集成了矢量vector处理器，支持fp16等新型数据类型，并可提供高达4tops的int8 ai算力，方便ai加速类应用的开发。 无剑600平台还重点实现了cpu+xpu异构架构设计，从运行功耗、内存带宽和软件栈方面都进行了优化，并支持适配gpu、npu、vpu、dsp、asic等多种不同功能的第三方ip。 也就是说，半导体ip公司可以用无剑600来打造risc-v整体生态上的能力，下游厂商进入了系统级、体系化的框架，可更高效地开发芯片。 平头哥基于无剑600平台成功“打样”——soc原型曳影1520。
这是一颗多模态ai处理器soc，内置4核玄铁c910，最高吞吐率4266mt，ai峰值算力达到4tops，支持全链路安全防护，具有4k视频处理能力，同时包含丰富的异构计算和高速io资源，软硬件都已完成应用的适配。 开发者和企业也可以在定制个性化芯片的同时，先在曳影1520上开发自己的系统，缩短产品从研发到量产上市的时间。 02. 给软硬协同打个样！ 用risc-v芯片跑大型桌面级软件
risc-v芯片的参数迈进了高性能的大门，下一步，就是考察实际跑应用的表现。 在曳影1520上，平头哥与龙蜥社区、中科院软件所plct实验室，联合打造从芯片平台到龙蜥操作系统、再到上层应用软件的全链路能力，已首次实现龙蜥linux操作系统的兼容。
▲基于龙蜥linux os的软硬件全栈平台
这进一步拓展了risc-v生态想象力。 龙蜥操作系统（anolis os）是一款基于linux的国产主流开源云计算操作系统，定位于服务器端，支持多种主流芯片架构和计算场景。 因其丰富、复杂的软件栈，龙蜥对芯片的要求非常高，此前在x86、arm架构上都经过了全面验证。这一次，龙蜥首次对risc-v提供全面支持。 曳影1520帮助risc-v架构搭载更重的操作系统和应用，完成了3000多个基础组件的适配，并首次运行firefox浏览器、libreoffice等大型桌面级软件，以及hexo和open rocket等基于nodejs和java的应用，这为更大型应用程序的适配奠定了基础。
▲图说：无剑600平台已适配龙蜥os，并首次运行libreoffice writer/impress/calc等桌面级软件
这是无剑600平台的一小步，但是risc-v的一大步。 全栈适配龙蜥，印证了无剑600平台能够适配主流云计算操作系统，并凸显了risc-v可面向特定领域及应用进行深度定制化的软硬联合优化能力。 当前，无剑600平台针对的市场主要包括平板、智慧大屏、智能nvr、ar/vr和低速ugv等这类高性能旗舰级的产品，也支持医疗成像、视频会议、家用机器人、无人机等中高端应用。 基于无剑600平台现已能运行龙蜥社区的多种云上应用，openjdk、nodejs、python等上游社区常见应用，以及ncnn等ai应用。
03. 夺榜权威ai基准测试， risc-v架构创新加速端侧ai计算
实现高性能risc-v芯片，非常考验芯片设计团队的功底，尤其体现在算力与内存、功耗、成本等多方面之间的平衡把握上。 孟建熠告诉智东西，如今下游合作伙伴已经不仅仅满足于一个硬件ip核，而更加看重软硬件能否很好融合、在稳定性和性能上都做出优势，这些需求的变化正推动市场往软硬件全栈方案发展。 以无剑600平台为例，从risc-v处理器的指令设计、微架构实现、工具链和底层库的优化、操作系统优化适配，到应用的联合调优，平头哥团队都做了大量艰苦的研发工作，才在技术软件上达到基本稳定的量产水平。
打磨好这些基本功后，还要配置专业的团队，对特定应用领域所需的功能进行锤炼。
作为高性能risc-v处理器的先行者，平头哥当前的策略是通用计算和dsa（领域专用架构）并行演进。 ai加速是当前一大主流dsa方向。随着ai计算在端侧应用愈发普及，ai开发友好性正成为芯片的一大核心竞争力。国内很多硬件加速器已经能做到较高的性能，但输在“用不起来”。 而risc-v的开放性，使其相较于arm芯片有更大的底层创新和扩展空间，能设计出更适合跑ai算法的系统，并能兼顾到不断推陈出新的ai算法对灵活可扩展性的要求。 平头哥正通过矢量扩展和全链路软硬件能力的提升，持续优化其risc-v处理器的ai加速能力。 今年4月，权威ai基准测试mlperf tiny v0.7推理性能榜单显示，基于平头哥risc-v处理器的软硬件联合优化方案，在视觉唤醒、图像分类、语音唤醒、异常监测等4个典型端侧ai任务中均取得第一，遥遥领先于第二名。
▲平头哥在mlperf tiny v0.7测试拿下4个第一
平头哥近两年也在力推为risc-v准备的ai部署工具hhb，它支持各种类型的模型和算法，通过更好地实现ai算子与硬件的适配，帮助开发者完成ai模型的高效编译及部署。 据孟建熠观察，对于1tops以下的端侧ai算力需求，平头哥现有的risc-v处理器足以胜任，不需要再额外加专用加速器；对于超过1tops的算力需求，平头哥既提供基于risc-v的扩展，也支持用户自定义的第三方ai加速ip。 例如在过去两年，平头哥与imagination在gpu和ai方面进行深度合作，已经能提供硬件ip到优化的软硬件异构计算方案。这也是risc-v领域最成熟的可量产的方案。
04. 推动生态形成合力，三分天下有其一
孟建熠分享说，未来risc-v将向3个必然趋势演进：高性能、软硬件全栈、更广的生态合作。 如何构建更加繁荣的生态？俨然是当前risc-v领域最核心的议题。 “统一形成好的生态是大家做risc-v的共识。”孟建熠谈道，risc-v不是其它架构的革命者，当务之急是证明自己能够成长起来，发展出自己的特色，真正成为“三分天下有其一”的架构。 risc-v处理器的作战阵地，正从中低端iot市场，扩展对高性能、可靠性有更高要求的云计算、边缘计算、车载智能计算等应用场景。 过去一年，全球risc-v生态进展飞速，并出现很多标志性事件：在iot（物联网）领域的应用规模超过100亿颗，中国公司的出货量占到50%；specint性能首次超过10分，进入高性能计算的行列。
平头哥也收获了显赫的战绩：玄铁处理器已成为国内risc-v领域影响力和市占率最大的处理器，广泛应用于mcu、蓝牙、无线、语音、视觉等30多类场景，授权数以每年50%的数量增长。 但相比arm逾2000亿颗芯片的出货量、几乎圈入全球主流科技公司的成熟生态，risc-v在应用规模、行业渗透率、生态多样性上，都还有很长的路要走。 在平头哥生态副总裁杨静看来，应用和软件，对于整个risc-v生态的发展至为关键。 这也是平头哥打造无剑600平台的用意所在，通过打牢软硬件全栈地桩和联通更多的第三方ip，让企业能基于risc-v开发出满足其特定应用需求的高性能稳定可靠的soc芯片产品。
平头哥已实现risc-v与anolis、aliosthings、freertos、rt-thread、linux、安卓等操作系统的适配，并在商业量产芯片中得到了应用。今年4月，平头哥玄铁c910处理器成功运行tensorflow lite，首次实现了risc-v在安卓12新系统上的ai支持。 孟建熠认为，尽管risc-v的应用市场会呈现碎片化特征，但是risc-v生态仍然是标准化和统一的。今天，risc-v国际基金会正在制定统一标准，来推动生态形成合力。 平头哥也在积极参与其中，已在risc-v国际基金会中参与了29个技术方向的标准制定，主导负责了10个技术小组，过去一年向基金会贡献8篇技术文章。 再往前走，关键问题是如何将risc-v架构的可扩展性很好发挥出来，这要求有一个标准化的高性能risc-v芯片平台，能够承载更加厚重的软件栈，而平头哥正致力于此。
05. 结语：risc-v仍在生态繁荣的前夜
在孟建熠看来，如果将目标定为渗透到桌面级或云端，那么risc-v依然处于生态繁荣的前夜，要把开发者生态培育起来，路还很长，需要全球软硬件risc-v开发者的共同努力。 可以看到，平头哥打造无剑600平台的目标，不是售卖自己的芯片，也不是授权几乎单一的标准化处理器ip，而是纵向上面向通用计算和特定领域做软硬件全栈的适配和优化，横向上扩展对第三方ip的支持，由此降低risc-v芯片的开发门槛，来吸引更多的生态合作伙伴。 这样的策略，将在帮助risc-v架构进入高性能应用的同时，助力芯片产品及应用走出多样性，共同推动risc-v生态繁荣。
改进型全桥移相ZVS-PWM DC/DC变换器
如何用隐马尔可夫模型实现中文拼音输入
三星新面板,不易碎的玻璃面板
细数国产芯片的发展历程,国产手机芯片的未来在哪里？
超实用的Linux高级命令，程序员一定要懂！
阿里平头哥最新“造芯”力作无剑600，RISC-V策略全解析！
鸿蒙系统支持的手机有哪些
美国网件推出跨楼层、无线覆盖多路由系统Orbi
三星OLED屏幕太火 小米新手机或延迟发布
三大运营商为推行5G而对4G网络实施降速的说法辟谣
OPPO成为2016年最受欢迎的手机 却被推倒了风口
保护中小企业（SMB）安全挑战是什么？
加大央企在物联网、云计算等新兴产业的布局
如何配置路由器
华为P10即将开售，华为Mate10实力抢镜：麒麟970+EMUI6.0+石墨烯电池+无线充电
快手AR尬脸舞，顶着真实人脸照片的AR形象大跳热舞
兑现诺言！百度DuerOS为对话式AI技能大赛颁奖
简谈FPGA verilog中的task用法
CNN到底是怎么回事？
光伏组件连接器的种类及原理