首次实现RISC-V+Android 12的AI支持！玄铁CPU背后的国产力量

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首次实现RISC-V+Android 12的AI支持！玄铁CPU背后的国产力量

在以RISC-V为核心的半导体芯片领域，国产企业正彰显着自己的力量。

阿里平头哥玄铁CPU重要突破

随着安卓系统的迭代更新，安卓12.0版本引入了Bazel新架构、Rust新语言和Studio新功能，其Art和Bionic模块也实现了架构层面的进化。这给RISC-V兼容安卓系统提出了全新挑战。

基于此，平头哥对安卓12.0进行了系统性的RISC-V优化支持，并通过Android Studio在 RISC-V 架构上成功运行Tensor Flow Lite模型，开启了RISC-V在安卓平台上对人工智能的支持。

而针对RISC-V第三方组件开发面临的支持缺乏、系统不兼容及认证水平低等问题，平头哥首次在安卓12.0版本上集成并验证了RISC-V架构的音频播放、视频播放、WiFi和相机等关键功能：这证明了RISC-V兼容最新版本安卓12.0的可行性，也将极大降低RISC-V厂商开发和集成相关组件的门槛。

“此次我们将RISC-V对安卓的支持扩展到核心工具集、第三方库和 SoC 板级支持包(BSP)上，首次将它们都集成到系统中来实现，将RISC-V与安卓的融合再往前推进一步。这些架构支持若被接收为安卓官方的ABI接口，将是下一个里程碑。”平头哥技术专家毛晗介绍说。

除此之外，全球权威AI基准测试MLPerf在4月7日发布最新榜单，在聚焦低功耗、高能效的IoT领域Tiny v0.7榜单中，基于平头哥玄铁RISC-V C906处理器的软硬件联合优化方案，取得了全部4个指标的第一，并且达到了其他竞品同类最优性能的10倍以上。这也意味着，玄铁RISC-V C906处理器成为了目前最高能效比的AIoT计算内核。

MLPerf Tiny是目前全球IoT领域对软硬件性能和优化能力测试的权威AI榜单，包含视觉唤醒、图像分类、语音唤醒及异常监测等4个典型AI任务。今年，参与比拼的CPU覆盖ARM、RISC-V及自研架构等。

此次Tiny v0.7榜单中，在不使用加速器的情况下，阿里基于平头哥玄铁RISC-V C906处理器提交的软硬件性能优化结果，在满足精度要求的同时，刷新了全部4个benchmark指标的纪录，创造了RISC-V架构在AI基准测试的最好成绩。

依靠阿里在算法、编译、硬件的软硬一体创新，平头哥玄铁RISC-V处理器实现了AIoT领域的性能优化。

算法层面，阿里云震旦异构加速平台利用架构感知的模型优化工具SinianML，通过压缩、网络结构搜索、蒸馏、弹性伸缩等优化，使得AI推理实现了计算效率的大幅提升。同时，结合达摩院在语音和视觉AI算法方面的领域知识，在具体任务上通过算法优化实现加速。

国内半导体弯道超车的希望

RISC-V如今已成为中国芯片业界呼声最高的芯片架构，中国也已成立了中国RISC-V产业联盟，促进RISC-V生态的发展。这是因为RISC-V处于刚刚开始发展的阶段，欧美企业未有从中取得优势专利，中国如果能迅速发展RISC-V就可以取得更多主导权。

RISC-V也认为中国是最有可能发展该架构的市场，毕竟欧美市场都已形成了ARM完善的生态，它们的芯片企业无需忧虑中国芯片企业可能面临的问题，并不愿意花太大的成本发展RISC-V这个刚刚起步的架构，为此RISC-V公司还将总部从美国迁移至中立国瑞士，以摆脱美国的影响。

目前在硅谷，越来越多的初创企业采用RISC-V，而且RISC-V非常适合小公司，除了免费，而且修改外围也可以不上传。但这样既有好处也存在问题，因为大家都可以修改而不上传，就容易面临碎片化的问题，就很难形成广泛接受的通用运算平台。如果有一个大公司来接手，它的发展命运就有点像当年的安卓，由于有谷歌的接手和控制，安卓就能维持持续化发展和规范化标准。

RISC-V的势头正冉冉升起，如果中国通过大力支持RISC-V，并成为其中开源的最大贡献者，共同搭建一个基于“开源架构”RISC-V的芯片公共服务平台，面向国内外用户提供各种软硬件设计的公共服务。通过免费而高效的服务来控制这个架构，从而使中国从技术的追随者、采用者，演变为主动推动者、建设者，形成以我国主导的“物联网芯片生态系统”，换道超车，在物联网时代获得逆袭。

况且根据以往的贝尔定律的经验，一旦新的运算平台生态系统确立后，将会“反噬”上一代运算平台的市场份额。我国如能执此龙头，就能领导物联网运算平台潮流，拥有完全自主的知识产权(包括信息安全机制)，并可推广到其它领域的芯片上去。如此一来，可望形成与X86、ARM三足鼎立的局面，不再受制于人

在中国，使用RISC-V指令集制作的芯片也开始初露头角。2019年7月18日，中科物栖展示了基于RISC-V的AIoT芯片和整机方案，7月25日，阿里巴巴旗下半导体公司平头哥出品的玄铁910(XuanTie910)芯片同样是一款RISC-V处理器，它可以用于设计制造高性能端上芯片，应用于5G、人工智能以及自动驾驶等领域。

RISC-V正在成为芯片世界中的Linux

芯片是信息技术的引擎，推动着人类社会的数字化、信息化与智能化。随着摩尔定律濒临终结，维持芯片技术创新面临挑战。开源芯片设计将是应对挑战的新思路。

“开源”(开放源代码)是一种开发模式和商业模式，以Linux为代表的开源软件已经成为了当前软件产业的主流。而RISC-V开源指令集可以理解为与开源软件相对应的一种开源硬件。开源芯片设计可以将芯片设计门槛大大降低，甚至3-5人的小团队在3-4个月内，只需几万元就可以研制出一款有市场竞争力的芯片。

目前，世界上生态最为成熟的两种指令集架构的CPU分别是Intel x86指令集架构CPU和ARM指令集架构CPU。

Intel x86指令集架构CPU历史悠久，垄断了桌面和服务器领域，被美国的Intel和AMD两家公司拥有，罕有对外授权。ARM指令集架构CPU近年崛起，在移动和嵌入式等领域占垄断地位。世界上很多公司花费数百万至上亿元费用向ARM公司购买CPU许可，还要向公司缴纳特许权使用费(Royalty fee)。

对此，倪光南曾表示，“未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一。”这与其本身开放、简约的特点有关。在设计方面，免除授权费用和知识产权风险的完全开源免费，是RISC-V存在的主要意义。RISC-V指令集在最初设计时，其研发团队就明确表示要追求简约，丢弃历史包袱。目前成型的技术代码集小、支持模块化、性能优越，能满足从微控制器到超级计算机等各种复杂程度的处理器需求，支持从FPGA、ASIC乃至未来器件等多种实现方式。

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