在2021云栖大会上，阿里平头哥开源了玄铁RISC-V系列处理器，并开放系列工具及系统软件。即日起，全球开发者可下载玄铁源代码，平头哥也将持续开源稳定的、全栈一体的RISC-V IP核，并提供技术支持和应用服务。对于开发者来说，软件开源早已不是什么新鲜事，而此次玄铁RISC-V是硬件开源，过程曲折但贡献着实不小。

解析阿里玄铁RISC-V系列处理器的硬件开源策略（图片来自antmicro）

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。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。

众所周知，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。不过，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。

诞生于2010年的RISC-V，是一个基于精简指令集（RISC）原则的开源指令集架构（ISA），其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。

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。

Semico Research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。在实际应用中，RISC-V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。这种需求上的满足与当前AIoT的大势所趋不无关系，要知道在应用侧，玄铁910已经实现了兼容安卓，证明RISC-V朝高性能方向发展的可能。对于阿里“云端一体”的战略而言，平头哥在RISC-V上的探索势必会延伸到更多的场景。

据了解，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。

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。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。

正如前文所述，硬件开源绝非一日之功。经过十多年的CPU和芯片研发，平头哥在自研指令架构、CPU微体系结构和系统芯片方面积累了不少经验，形成了从低功耗、低成本到中高性能等RISC-V处理器产品家族，应用于MCU、蓝牙、无线、语音、视觉等应用场景。如今，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。

根据阿里的表述，玄铁910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。

显然，这种硬指标上的进步对于RISC-V的普及有着重要作用。要知道，超过70%的RISC-V 主要成员来自中国，这在一定程度上要受益于半导体国产化的趋势。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。

可以说，RISC-V生态建设是中国半导体上下游产业链生态建设的好机会。在传统芯片的设计领域，国外的封锁在短期内难以突破，而在RISC-V所面向的物联网场景，对芯片制程要求还不太高，这也为近几年国内新成立的一批国内EDA公司带来了新的市场机会。

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