平头哥推进RISC-V走向成熟，全栈开源（附源码）-技术圈

2021云栖大会现场，阿里云智能总裁张建锋宣布，平头哥开源玄铁RISC-V系列处理器，并开放系列工具及系统软件。这是系列处理器与基础软件的全球首次全栈开源，将推动RISC-V架构走向成熟，帮助RISC-V软硬件技术加速融合发展，推动创新落地。

下载链接：

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深度报告：RISC-V异构IoT全新架构

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玄铁C910实现RISC-V用户自定义指令

AIoT时代，RISC-V架构因其开放、灵活的特性，有望成为继Intel X86、ARM后的下一代广泛应用的CPU架构。但是，当前RISC-V架构面临应用碎片化、开发效率低、软硬件适配难等问题，软硬件生态尚未成熟。

玄铁RISC-V系列处理器采用自研技术，覆盖从低功耗到高性能的各类场景，支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系统，并已成功应用于微控制器、工业控制、智能家电、智能电网、图像处理、人工智能、多媒体和汽车电子等领域。不久前，玄铁910全球首次实现兼容安卓，极大拓展了RISC-V架构面向开放生态的想象力。

目前，玄铁系列处理器出货超25亿颗，拥有150余家客户、超500个授权数，已成为国内应用规模最大的国产CPU。

此次开源的玄铁系列RISC-V处理器，包括玄铁E902、E906、C906、C910等4款量产处理器IP，以及基于玄铁的多操作系统的全栈软件及工具。开发者可通过平头哥Github和芯片开放社区（Open Chip Community）下载玄铁源代码，在此基础上，实现开源EDA协同，创新硬件架构，丰富软件应用生态。

国际RISC-V基金会CEO Calista Redmond表示，“阿里巴巴通过持续的贡献、领先的技术以及与RISC-V生态圈的深入合作，已成为RISC-V社区真正的领导者。阿里巴巴此举（玄铁开源），将激发全球RISC-V社区创新芯片开发，RISC-V全球生态将从中受益。”

平头哥深耕芯片自研技术多年，并坚持开源开放，为推进算力普惠不断努力。早在2019年，玄铁910一面世就对外开放，同时首次开源低功耗微控制芯片设计平台“无剑100 Open”。此次全栈开源，为全球开发者提供了架构新选择，也将促进RISC-V技术和生态的进一步成熟。

张建锋表示，“经过3年努力，我们今天又发布玄铁RISC-V系列开源版。未来，我们将开源更多RISC-V处理器，也希望有更多的合作伙伴，在玄铁基础上研发出更多有价值的IP核和基础软件，共同构建开放、透明和普惠的RISC-V生态。”

1、此次玄铁RISC-V系列处理器开源，具体包含哪些内容？它对于全球RISC-V生态有何意义？

此次开源的OpenXuantie系列RISC-V处理器，包括玄铁E902、E906、C906、C910等4款量产处理器IP，以及基于OpenXuantie的多操作系统（AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等）的全栈软件及工具。

开发者可通过平头哥Github和芯片开放社区（Open Chip Community）下载OpenXuantie源代码，并基于此实现开源EDA协同、硬件架构创新、丰富软件应用生态。

2、据了解，此前也有一些研究机构的开源，比如包云岗的香山RISC-V处理器开源等等。此次平头哥玄铁RISC-V系列开源，与他们有什么不同？

平头哥乐见更多学术机构和商业组织开源RISC-V处理器，我们也与中科院计算所有相关合作，共同探索RISC-V先进架构。具体而言，香山处理器更侧重于敏捷开发技术，基于Chisel开发语言，对于科研领域意义重大。

平头哥此次开源的玄铁RISC-V系列处理器，使用业界广泛使用的Verilog开发语言，在产品化能力和技术成熟度上表现卓越。玄铁RISC-V系列处理器，经过多年的市场检验和日趋完善的软件及工具开发，具备软硬件一体的全栈能力。开源后，开发者可基于此实现开源EDA协同，创新硬件架构，丰富软件应用生态。

此外，平头哥将持续提供技术和服务支持，辅助生态实现RISC-V处理器的产品化落地。

3、此次开源，与平头哥历次开源，有何区别和进展？

平头哥一直坚持开源开放理念，此次开源是对这一理念的最新动作，承接了以往的开源成果，其规模和力度在全球RISC-V社区都前所未有。

早在2019年7月，玄铁910就向开发者开放，全球开发者可以免费下载该处理器的FPGA代码。玄铁910也成为RISC-V向高端芯片挺进的代表处理器。不久前，玄铁910全球首次实现兼容安卓，极大拓展了RISC-V架构面向开放生态的想象力。

除此之外，平头哥还陆续开源了低功耗微控制芯片设计平台——“无剑100 Open”，处理器、基础接口IP、操作系统、软件驱动、开发工具等全套模块。

4、软件领域通过开源实现商业成功的有Redhat，为什么芯片领域、硬件领域没有这样的成功案例？

不同于成熟的软件开源，硬件开源是个新概念。

对于开发者来说，直接使用开源软件，成本比较低，有吸引力。但硬件开发流程复杂、时间漫长，试错代价昂贵，对硬件开源提出了更高的要求。因此，经过市场验证的开源处理器便成为众望所归。

5、作为一家商业公司，如何思考开源对自身商业的贡献？怎样实现商业正向循环？

平头哥支持开源开放，对于正在上升期的RISC-V架构技术而言，只有更多的开发者和企业使用，才能共同推进生态进步，让这一技术在芯片和操作系统等软硬件层面更加成熟，让生态圈的每个伙伴从中受益。

同时，玄铁RISC-V处理器系列开源，将持续提供技术和服务更新，帮助企业从开源走向真正落地，与开发者共同繁荣“云端一体”的AIoT生态。

6、平头哥此次还推出倚天710芯片，又在着手RISC-V架构，这两者的关系如何？

平头哥坚持自研技术与开源开放并进，倚天710芯片的推出，说明平头哥已成为全球仅有的少数几家能设计出顶级性能CPU的公司。

当前，AIoT浪潮已席卷而来，RISC-V或许是AIoT时代万物互联的关键，是拓宽物联网生态圈的钥匙。平头哥在RISC-V上的探索和布局，对于推进AIoT战略具有重要意义，此次开源玄铁RISC-V系列处理器，将有力推动RISC-V生态发展、助力万物互联，惠及全球RISC-V社区。

同时，RISC-V的想象空间巨大，玄铁910全球首次实现兼容安卓，证明了RISC-V朝高性能方向发展的可能。平头哥也将持续探索RISC-V这一架构在更多场景和领域的落地，向“云端一体“迈进。

7、平头哥有哪些RISC-V的优势？

十余年指令集技术积累：平头哥技术团队拥有十多年CPU和芯片研发经验，长期从事自研指令架构、CPU微体系结构与系统芯片产品的研发，多款CPU IP核得到大规模量产的验证。

产品丰富，市场占有率最大：平头哥已拥有从低功耗、低成本到中高性能等丰富的RISC-V处理器产品家族，广泛应用于MCU、蓝牙、无线、语音、视觉等应用场景。

2018年，平头哥团队就从自研C-Sky指令集切换到RISC-V；2019年7月，平头哥发布当时业界最高性能RISC-V处理器玄铁910。此后，先后发布了无剑SOC平台、多款玄铁RISC-V处理器，满足低功耗、高性能计算场景需求。

2019年8月，平头哥发布面向AIoT时代的一站式芯片设计平台“无剑100 Open”，提供集芯片架构、基础软件、算法与开发工具于一体的整体解决方案。

2021年5月，平头哥还推出RVB-ICE、RVB-D1、RVB2601三款开发板，并公布端云一体软件平台，进一步为开发者和企业提供了体验RISC-V技术的桥梁。

自推出玄铁910两年多来，平头哥大力推动了RISC-V软硬件生态的发展，适配了AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系统，在百余款芯片中得到了应用，玄铁系列成为国内RISC-V领域影响力和市场占有率最大的处理器产品，以每年50%的授权数增长。

技术实力领先：玄铁910是高性能RISC-V处理器的先行者，拓展了RISC-V性能、应用的边界。该处理器把自研架构中经过产品验证的指令技术与RISCV精简指令技术融合，在指令方面相比原始的RISC-V稳定可靠，同时有平均20%以上性能的提升。在处理器的设计技术上，玄铁910在原有高性能处理器2发射的基础上，发展成3发射并行架构，流水线深度从10级发展成12级，单位性能提升40%以上，达到7.1 Coremark/MHz，工作主频达到2.5GHz，整体指标在原有技术上提升一个层次，性能满足5G、网络通信、人工智能、自动驾驶等领域。

2021年10月13日，平头哥宣布玄铁910成功兼容安卓系统，可运行Chrome浏览器等应用。这是芯片行业首次实现RISC-V架构对安卓的支持，意味着RISC-V架构有望打破场景壁垒，成为高性能芯片设计的新选择。

补充资料（RISC-V资料，仅供参考）

一、RISC-V科普

芯片是“集成电路”的俗称。要在芯片上执行软件程序，必须先将软件/程序语言翻译成硬件指令，这套标准规范即芯片架构/指令集（ISA，Instruction Set Architecture），X86、Arm、RISC-V都是指令集的代号。

指令集通常与背后的软件生态相关联，采用哪种指令集，需要其专利授权，IP授权费用动辄上百万、千万美元。

当前，全球芯片架构格局由Intel和Arm统领。美国公司英特尔的X86架构称霸个人电脑和服务器两大市场；英国公司Arm架构通行于智能手机和物联网市场。过去几十年，英特尔与微软结盟，Arm与苹果、谷歌结盟，成为各自市场的事实标准。

诞生于2010年的RISC-V，则是一个基于精简指令集（RISC）原则的开源指令集架构（ISA），它由一家非营利基金会所有，所有企业都可以加入基金会，免费使用RISC-V架构，并在其基础上进行改动，被广泛看好成为下一代广泛应用的CPU架构。

RISC-V架构具有开放、灵活、低功耗等特点，基础指令不到50条，并以模块化的方式提供了不少扩展指令集，尤其适合为智慧城市、工业互联网、智能家居等碎片化的AIoT场景提供定制芯片。

RISC-V 基金会首席执行官 Calista Redmond 曾透露，截至2020年底，在全球范围内RISC-V芯片（SoC、IP和FPGA）已推出93款，覆盖了云端、移动、高性能运算、机器学习、自动驾驶等产业。据《财新》报道，RISC-V已经吸引了谷歌、阿里巴巴、三星、华为、英伟达、西部数据等全球500多家企业参与研发。

中国工程院院士倪光南曾预测，在CPU领域，未来将形成英特尔（x86）、Arm、RISC-V三分天下的格局。根据 Semico Research 的预测，到2025年，全球市场的RISC-V核心数将达到624亿，其中工业应用增幅最大，将占据167亿颗。

Counterpoint分析师William Li表示：“RISC-V 处理器将继续在多个类别中获得采用。但我们相信，短期内，物联网仍然是最关键的应用领域。到 2025 年，其采用率可能超过 25%，主要是由于其卓越的灵活性、可扩展性和功耗优化。其他 RISC-V 可能被采用的领域包括：工业电子、汽车和 HPC（高性能计算）。”

二、RISC-V与中国

电脑报报道称，超过 70% 的 RISC-V 主要成员来自中国，这些成员的努力将加强中国的 IP 库和 IC 设计能力，重塑供应链，并扩张 RISC-V 的影响力。

2018年7月，上海首度宣布将RISC-V列入政府产业扶持对象，成为国内第一个发力RISC-V的城市。同年10月和11月，中国 RISC-V产业联盟与中国开放指令生态（RISC-V）联盟相继成立，前者如今成员单位已达130家，后者则由中国工程院院士倪光南领衔，吸引了包括阿里巴巴、中芯国际、紫光展锐、北大清华在内的产学研代表成员。

财信证券研报指出，除开源及成本优势外，半导体国产化进程加速是RISC-V此轮在国内获得机遇的重要原因。RISC-V 的开源特性及其逐渐被全球主流厂商接受认可，使得我国芯片厂商通过 RISC-V 架构实现部分领域的技术自主性具备可行性。

RISC-V生态建设其实也是中国半导体上下游产业链生态建设的好机会。以芯片设计工具EDA为例，一直以来全球EDA市场几乎被美国EDA三巨头（Synopsys、Cadence、Mentor）分食，在制程先进的芯片设计领域，基本都逃不开使用EDA三巨头的设计工具。

而在RISC-V目前所面向的物联网场景，对芯片制程要求还不太高，这正好为近几年国内新成立的一批国内EDA公司带来市场机会。基于RISC-V的开源特性，对应的EDA工具也有可能走向开源，国内EDA厂商如果要找到一条自己的发展路径，开源是一个机会。