阿里平头哥首次交货！“让天下没有难造的芯片”

李根 发自 ShanghAI

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

阿里平头哥，走出了万里长征第一步。

7月25日，玄铁910正式亮相发布。

这是平头哥半导体成立之后的第一款产品，阿里芯片宏图伟业的首次交货，也是RISC-V开源世界的最新纪录。

它以剑神兵器为名，性能和价格都展现大规模竞争力，但更令人惊讶的是背后承载的普惠方案、开源逻辑，以及阿里成功之道的延续：

让天下没有难造的芯片。

玄铁910

这并非一款C端常见的完整集成芯片。

玄铁910，基于RISC-V开源架构开发，核心针对高性能计算，是一款IP core，是一款处理器，也可以理解为就是SoC里的CPU。

或许以英特尔和ARM为参照，更容易理解玄铁910定位。

它不是英特尔一样完全整合的CPU，而是ARM类似的CPU IP形态，华为麒麟需要用，高通骁龙需要用，三星苹果的手机芯片也离不开。

只是平头哥玄铁，面向AIoT，面向更丰富的万物互联场景，性能更高，适用性更广，开发和进一步流片量产的门槛更低。

单位性能7.1 Coremark/MHz，主频在12nm工艺下达到了2.5GHz。

性能比公开的RISC-V最好处理器还要提升40%，主频功耗仅为0.2瓦。

而且玄铁910采用3发射8执行的复杂乱序执行架构，是公开的RISC-V处理器中——首个实现每周期2条内存访问的处理器。

并进一步实现了对RISC-V指令的系统性增强，扩展到50+条指令，系统性增强了RISC-V的算术运算、内存访问和多核同步。

若进一步横向比较，玄铁910与ARM v8的高性能处理器A72，处于同一水平。

更直接来说，拿玄铁910打造旗舰手机芯片，完全OK。

如果再考虑适用场景和成本，以及万物互联却缺芯的时代呼唤，玄铁910带来的变革，可能还不止于性能。

在AI和5G等新基础技术冲击下，对处理器性能、价格和专芯专用都提出了新要求。

然而目前全球范围内可选择的CPU并不多，商用版本的处理器价格还比较高。

如果有产品能降低高性能芯片中通用处理器的门槛，并且让AIoT中众多玩家可以在新兴领域展开芯片创新，那带来的变革影响，会远远超过x86和ARM架构时代。

这是玄铁910成为平头哥首款产品的核心原因，也是阿里选择RSIC-V的关键逻辑。

一个时代有一个时代的芯片

RISC-V，就被认为是AIoT时代芯片的基础。

或许你多少有了解，RISC-V，全称是精简指令集计算机（reduced instruction set computer），这种微处理器与之前的相比，速度更快、功耗更低。

由现任谷歌董事长Hennessy和UC伯克利教授David Patterson于1980年提出，2017年还因此发明荣膺图灵奖，发展至今已演进至第五代，故而简写为RSIC-V。

与大多数指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

虽然这不是第一个开源指令集，但它展现的势能和拥戴，已有王霸之气。

一方面，因为其独特设计适用于更现代的计算设备，如仓库规模云计算机、高端移动电话和微小嵌入式系统。

另一方面，RISC设计之初就考虑到了用途中的性能与功率效率。于是该指令集还具有众多支持的软件，这解决了新指令集通常的弱点。

所以全世界的处理器开发者，实际上都可以基于这个架构做出理想的处理器产品。这种可扩展、可定制化的特点，对于场景驱动、性能功耗需求各不相同的AIoT芯片特别重要。

门槛之外，成本也是RISC-V王霸之气的背后加速度。

AIoT推动的万物互联是大势所趋，但目前ARM架构授权费用不菲，虽然比起英特尔x86已更友好，但生态伙伴还是英伟达、高通、华为以及苹果三星等巨头。

更多AIoT场景的中小开发者，想要为专门场景专门设备打造专用芯片，不通过开源普惠的架构和CPU，根本玩不起做不到。

而RISC-V和基于RISC-V的CPU们，正为此而生。

阿里集团资深总监孟建熠——玄铁910负责人，解释了选择RSIC-V的原因。

这位芯片领域老兵，认为可以从半导体的过去现在去看未来。

当初PC时代，英特尔x86一家独大，从IP处理器到最后芯片产品，完全封闭进行，并与微软结盟，形成了Wintel时代。

但移动时代来临，体量更小的ARM，却凭借更普惠的战略选择，提供CPU IP，让更多合作伙伴自己去定义产品，最后在手机时代，助力形成多雄崛起局面，ARM也成为手机时代的最大赢家之一。

然而再面向如今的AIoT趋势，ARM的普惠或许还不够。

如果说PC时代的芯片玩家寥寥无几，手机时代的芯片供应屈指可数，那AIoT时代所需要的参与者，可能要有指数级增长。

需求多，场景丰富，并且还要专门芯片专门定制使用，这就是AIoT时代的诉求，也是这个时代所需要的芯片发展思路。

所以从AIoT时代需求出发，平头哥选择RSIC-V也就不足为奇。

并且阿里之道一以贯之，平台思维，基础设施思路，先自己解决芯片技术最难的CPU部分，再以“被集成”的心态让更多芯片玩家基于自己开发，打造起平台生态。

最终目标，让天下没有难做的芯片。

而且这也是阿里一而再开拓新领域并取得成功的经验。从阿里巴巴B2B淘宝支付宝，到阿里云和菜鸟，都是这种平台模式、基础设施思路的延续。

可以说，阿里平头哥，在时代趋势面前，选择了自己最适合的路。

但也是阿里这样的巨头才有能力走的路。

平头哥凭什么？

自然不是单凭一年苦战。

2018年9月，阿里宣布整合中天微和达摩院成立旗下芯片公司：平头哥半导体。

而此次参与玄铁910打造的阿里集团资深总监孟建熠博士也透露，玄铁910立项也差不多在此前后，整个项目从无到有实现，一年不到的时间。

在芯片半导体领域，这样的速度十分惊人。

但孟建熠强调，速度背后，是平头哥核心团队十年以上的CPU和芯片研发经验。

哪怕放眼全中国，能够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，累计开发多款CPU IP核，量产芯片销售10亿+的公司和团队，也有且仅有两家。

而平头哥的底气，正是来自这样的积累。

之前其前身自研开发的CK801、CK802、CK803、CK805、CK807、CK810、CK860等7款嵌入式CPU IP核，均已得到大规模量产的验证，授权客户超100家，被广泛应用于机器视觉、工业控制、车载终端、移动通信、多媒体、无线接入和信息安全等领域，主要客户均是一线芯片设计公司。

所以玄铁910，是平头哥团队最新实力证明，也是之前处理器经验积累的集大成之作。

它把自研架构中经过产品验证的指令技术与RSIC-V精简指令技术融合，在指令方面相比传统RISC-V稳定可靠，同时有20%以上性能的提升。

而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%，工作主频达到2.5GHz，整体指标在原有技术上，均提升至新层次。

值得一提的是，平头哥原团队，其实也拥有自研C-SKY嵌入式CPU核，但从AIoT和最大限度普惠出发，玄铁同时也拥抱RISC-V。

这种拥抱也不会是一芯一核的拥抱，还是立足长远的生态推进融合。

目前在RISC-V生态中，阿里不仅是白金会员、体量最大的玩家，话语权方面也越来越重要——这对于平头哥想要提供的基础设施构想非常关键。

当然，广施普惠，技术底气之外还得有成本门槛方面的准备。

平头哥方面说，因为是CPU授权形式，并不能具体计算每一颗最后合作芯片的成本，但既然出于普惠和打造开发者生态思路，就一定要把门槛降至最低。

具体成本未透露，但有消息称，相比对标同等性能的CPU授权成本，玄铁910至少能比参照方便宜50%以上。

更利好的消息是，就在这次2019阿里云峰会·上海，平头哥也宣布玄铁910第一阶段的计划：

开放入口，先以软件形式提供给开发者使用。

具体来说，平头哥希望通过开放部分代码降低开发者使用高性能CPU的获得门槛，推动全球开发者进行架构创新。平头哥的评估代码已经在平头哥网站上面向开发者开放，未来将在Github上公开仿真和FPGA代码。

这也是硬件开源当前的必经之路，由于玄铁910这样的高性能处理器流水线设计非常复杂，对验证环境的完整要求极高，所以开源开放，最首要的是帮开发者走过从功能仿真到FPGA验证的阶段。

其后，如果开发者的各项综合指标符合设计预期，开始进入ASIC设计和芯片量产测试，平头哥还会帮助进入芯片量产的阶段。

在平头哥内部，上述计划也被称为“广发英雄帖”。

孟建熠博士还透露，在英雄帖发出后，下一步就会选取行业标杆、有量产能力或高校科研，共同打造第一期标杆项目。

未来，则期待这些标杆项目，作为带头示范，实现星星之火可以燎原。

那么对于希望被普惠的开发者，核心要求又是什么？

或许只剩下有落地场景，有问题解决的初步思路，并能基于玄铁910这款CPU实现想要的芯片设计。

此外，AIoT时代也好，专芯专用需求也罢，背后还有不能忽略的软硬件一体化趋势。

换而言之，面向AIoT的芯片，又岂能是一个硬件而已？

平头哥方面也透露，除了CPU外，平头哥还会推出集成CPU、存储器和算法的全栈解决方案。

其中AliOS可以实现低功耗低成本的云端接入，云端一体也会是平头哥软硬件基础能力的体现，是普惠AIoT芯片的基础。

或许更长远的未来，平头哥想要打造的普惠芯片生态，会以“超市”形态呈现。

每一个有芯片诉求的开发者，都可以在“平头哥超市”中选其所用，然后功能化组合，最终快速实现目标——开发门槛真正降至最低，天下再没有难造的芯片。

这种愿景，也暗藏在“玄铁”取名中。

One more thing

作为首款交货产品，平头哥团队自然对产品名字寓意深远。

而“玄铁”同样延续自金庸武侠，与阿里体系一脉相承。

如果你对《神雕侠侣》还有印象，或许能记得杨过后来使用的那件兵器利刃。他因缘巧合遇见神雕，也获得了独孤求败的玄铁宝剑。

这也是金庸江湖里的天下第一重剑，背后寓意：

重剑无锋，大巧不工。

用来寓寄CPU IP Core，气质上也再合适不过。

而且既然平头哥创办初心，就是为普惠芯片开发者，那玄铁背后的渊源传承也非常适合。

在金庸武侠中，玄铁后来被大侠郭靖重新熔融锻造，重新推出一刀一剑：宝刀屠龙，利剑倚天。

或许今日之后，也会有芯片开发者在玄铁910赋能下，打造出“屠龙”芯，打造出“倚天”器。

AIoT时代可能早已声势轰鸣，但现在平头哥和玄铁910真正改变局面。

阿里因“让天下没有难做的生意”而生，如今已用业绩格局交出答卷。

而为芯片普惠而创办的平头哥半导体，今天的第一步，或许会是另一个开始：

从此天下没有难造的芯片。

你觉得呢？