倪光南院士：开源RISC-V助力我国智能网联汽车产业发展
2022世界智能网联汽车大会开放创新赋能智能网联汽车产业论坛暨首都开放创新高端研讨会中，中国工程院院士倪光南，就科技创新的规律及开放创新的理念思维等，以“开源RISC-V为智能网联汽车发展提供新机遇”为题，通过视频进行了主题演讲。
中国工程院院士倪光南
智能网联汽车通过运用新一代信息技术，使传统汽车逐渐发展成智能移动空间应用终端的新一代汽车，目前，它已经成为国家重点关注的新兴产业，也是相关领域重点研发的方向。
CPU(中央处理器)是汽车产业发展的关键技术之一，其架构是芯片产业链和芯片生态的重要组成部分。通过推动汽车芯片发展，汽车正在成为一台架在四个轮子上的移动的巨型计算机。计算机离不开CPU架构，因为CPU架构不仅决定了CPU芯片本身的性能，而且在很大程度上引领了整个芯片产业和产业生态，尤其是对设计人才培养、设计工具（EDA）、芯片IP库、芯片应用生态等方面都有重大影响。此外，芯片的架构也影响到芯片的生产、测试、封装等等环节。近年来包含微处理器的SoC产品在芯片产品中的比重已达到70%以上，这表明芯片应用与CPU架构之间的关联性正在增强。历史上，在PC和互联网时期，x86架构芯片占据优势，而在移动互联网时期，ARM架构芯片占据优势，今后，在智能互联时期，CPU架构格局也会随之发生变化，我们应当顺势而为，提前谋划。
这几年国产CPU发展很快，现在国内市场上已经有六七种CPU架构并存，但这并非长久之计。因为CPU架构具有很强的垄断性，长期以来，占据世界芯片主要市场份额的CPU（或称为“主流CPU”）只有x86和ARM两种架构，这种情况大概率还会持续下去。由此可见，目前多种国产CPU架构并存，未来可能会造成资源分散、低水平重复等状况。如不加以改进，若干年后，我国将缺乏能在全球市场上与x86和ARM两家竞争的自主CPU架构，从而在“主流CPU”方面仍受制于人。
为此，我们有必要思考一下国产CPU架构发展的技术路线。首先，我国发展CPU产业有两种现象：一是“单打独斗”。即主要依托自己已有的架构进行发展。其优势是可以实现自主可控，并能满足国内应用领域的需求。但劣势是生态小众，难以进入世界主流CPU之列。二是“从众跟随”。即跟着别人的架构走。其优势是可以利用已经成熟的生态，但很难实现自主可控。当前国际环境错综复杂，所以仍会受到ISA（指令集架构）知识产权的制约，难以规避各种制裁。
鉴于上述情况，我国应抓住新一代信息技术发展机遇，面向未来“主流CPU”市场，聚焦开源RISC-V架构发展中国芯片产业，尤其是类似新兴的智能网联汽车领域。这些新兴领域可以通过充分发挥我国举国体制和超大规模市场优势、人才优势，共建RISC-V产业生态，增强RISC-V产业链供应链自主可控能力，可以通过加大对RISC-V开源社区的贡献以增大话语权和主导权。最终使世界“主流CPU”市场形成x86、ARM和RISC-V三分天下的格局。
RISC-V成为芯片业界“新宠”进入繁荣发展期，开源RISV-V的出现顺应未来新一代信息技术的需求，其精简指令集符合CPU架构发展趋势，它所采用的开源模式也符合科学开放精神，大大降低芯片产业门槛，其人才培养便捷，研发周期缩短，这些都使其后续发展具备强大生命力。
从主流CPU指令代码上看，x86属于复杂指令集（CISC），ARM属于精简指令集（RISC）。虽然两者各有利弊，但总的说来，RISC出现较晚，架构较新、较先进。现在ARM在移动领域已胜过x86，在原先x86的优势领域，如提供算力方面也在拉近与x86的差距。可以预计，未来ARM还有进一步蚕食x86的市场的可能。RISC-V与ARM是同一类型，不过它问世更晚，与ARM相比在架构上又有所改进，而且没有ARM那样要兼容过去多年老版本的包袱，所以预计RISC-V在新应用领域的发展速度有可能更快。
从RISC-V采用开源模式上看，迄今为止，开源软件经过几十年的发展历史，取得的成就令人瞩目，业界已经对开源的强大生命力形成共识。为此人们对开源RISC-V也寄以厚望。回顾这十多年来，RISC-V从走出校门发展到今天成为业界的新宠，有力地证明开源模式既能推进软件也能推进硬件，RISC-V借开源东风其前途不可限量。
从人才培养上看，在培训芯片工程师方面，伴随着RISC-V发展起来的Chisel敏捷开发语言可以大大提高设计效率。例如中国科学院大学通过使用RISC-V开放指令集和Chisel敏捷硬件设计语言，可以让5个本科生在4个月里，完成一款RISC-V处理器SoC的设计工作，这与传统方法需要几年培训时间相比，效率大大提高，说明基于RISC-V架构发展芯片业可获得芯片人才培养优势。同时，开源模式可以逐渐形成“天下英才聚神州，万类霜天竞自由”的创新局面。
为此，智能网联汽车产业应该从全球视野谋划和发展汽车芯片，聚焦开源RISC-V架构，共同完善RISC-V生态建设，与世界开源同行协同努力，抢占全球智能网联汽车产业发展制高点，为推动世界汽车产业发展贡献中国智慧。
