阿里造芯片，平头哥的玄铁910到底有多强？

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图片来源@视觉中国
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文 | maomaobear
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7月25日，阿里巴巴旗下的平头哥发布首款玄铁910芯片，号称目前业界性能最强的RISC-V架构芯片之一，未来可以应用于5G、人工智能、物联网、自动驾驶等领域。
& {1 {2 J3 ?  ]+ T7 a1 _& Z( C在中美贸易战的大背景之下，互联网巨头涉足芯片制造，尤其还是使用开放指令集，这条新闻无疑令人激动。
) I) d4 J- j; Z" M在PC时代，使用X86指令集的英特尔一统天下，在移动互联网时代，开发的ARM和谷歌安卓建立了强大的生态系统。那么在未来的Iot时代，阿里基于RISC-V指令集的芯片会有机会成为新巨头吗？阿里这次发布的玄铁910有多强大？我们来分析一下。
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, Q: E9 ~" F' C( j! `) X) n" w9 j一、 玄铁910的性能到底有多强？在发布会上，阿里公布了玄铁910的规格和跑分，玄铁910使用12nm工艺能跑到2.5GHZ，16核心，单位性能7.1 Coremark/MHz。主频功耗仅为0.2瓦（不清楚这个主频功耗是新闻稿写作错误还是丢字了，其他处理器从来没有用过这个词。）
功耗不太清楚，但是7.1 Coremark/MHz还是容易对比的。
6 r1 X: u' @' k3 [8 A3 l+ u6 ^% w由于新闻稿的传播错误，最初的单位性能7.1 Coremark/MHz被传成了单核性能7.1 Coremark/MHz，性能无端被放大了十六倍。
从Coremark/MHz的跑分看，玄铁910作为一颗3发射，12级流水线，双内存访问的核心，单核心跑7.1 Coremark/MHz是不可能的，应该是16核心跑了7.1 Coremark/MHz。
$ _5 p1 g. i3 U+ l4 _那么这个7.1 Coremark/MHz是个什么水平呢？
+ q; E, q! J6 g! v在移动领域，我们找到三星note2（2012年手机）使用的Samsung Exynos 4412的成绩是11.0 Coremark/MHz。而它只有四核心。
& |8 E8 o% L- W" j由于玄铁910使用12nm工艺，主频达到2.5GHZ，而2012年的Samsung Exynos 4412使用32nm工艺，主频只能做到1.6Ghz，所以两者尽管单位性能有差距，但是总体性能是相当的。
: {0 ]4 J; f! a7 p0 c7 y0 C就是说，阿里的玄铁910火力全开，大约相当于2012年旗舰手机的处理器性能。
当然，因为处理器的多核心优化比较困难。日常主要应用很多时候要看单核心性能。2.5GHZ的玄铁910，单核心性能大约在500多Mhz的ARM11水平，大约相当于2008第二代iPhone3G的水平，不如2009年的iPhone3GS。
* A$ c! G3 O" b* f2 U3 `3 f- i# Y/ r从性能看，虽然玄铁910的核心数很多，主频不低，但主要还是应用在移动和嵌入式领域。它距离高性能计算，还有很遥远的距离。
0 z6 ?2 N! j, L5 \二、RISC-V的意义单纯从性能看，玄铁910的多核心与华为2012年的K3V2在同一个水平线上。单核心性能更弱。
' p- H& G) W! R* N4 }( {0 L但是玄铁910有一个独特的地方，是它用了RISC-V指令集，而没有用大家常见的ARM指令集。
RISC-V诞生于美国UC Berkeley大学。2010年的一个学校假期，有感于传统商业闭源指令集在教育上使用时的局限性，大学教授Krste Asanovic、David Patterson连同毕业生Yunsup Lee、Andrew Waterman创造出了RISC-V指令集的雏形。此指令集以精简、高效、低能耗、模块化、可拓展、免费开放、无历史负累低效指令等为研发目标，经过几年积累，除了在教育领域应用，认识到它的优势，团队也决定将之推出市场商业化。
RISC-V基金会不收取高额的授权费。开源采用宽松的BSD协议，企业完全自由免费使用，同时也容许企业添加自有指令集拓展而不必开放共享以实现差异化发展。
4 a" e$ @1 b% K/ U$ _2 P3 N就是说，RISC-V要比ARM开放的多，类似于Linux系统，是个不隶属于商业公司指令集。
6 ~# L3 d: b! i( }* i  m从技术上看，RISC-V很多指令与MIPS高度类似，但是它去掉了MIPS指令集的一些兼容性包袱，也设计的更加简洁规范。
曾几何时，MIPS是与ARM在嵌入式领域并驾齐驱的厂商，而后来ARM做大，MIPS逐渐边缘化。
我国的龙芯就是在MIPS授权的基础上搞出来自己的处理器和扩展指令集。
% `. r4 V) A' O# v; b4 R1 v* v就是说RISC-V是一个比MIPS更简洁，更开放，没有商业公司垄断，但是也缺乏支持的一个指令集。
中国公司使用RISC-V的好处是限制少，ARM授权说不给你就不给你，而RISC-V支持企业自由使用，而且可以自己拓展，中国公司可以搞出自己一套以RISC-V为基础的指令集自己用，类似于龙芯从MIPS发展出一套指令集。
4 V2 |; V/ _* O如果，中国公司坚持下去，以后可以围绕RISC-V扩展出来的自有指令集，基于Linux操作系统，发展出来信息安全自主，而且潜力巨大的体系和生态系统，进而实现信息的安全与自主。
与龙芯不同的是，RISC-V的基础指令集是全世界都支持的，可以建立世界范围内的生态系统。龙芯指令集也很优秀，但是只有龙芯自己用。而RISC-V搞好了，可以全世界都用，印度已经把RISC-V作为国家指令集来发展，西部数据、nVIDIA等巨头也在支持RISC-V
如果中国这套以RISC-V为基础的生态做出来，并且中国企业占据领导地位，那么未来有可能与Winetel，AA（ARM+安卓）鼎足而三。
从这个意义上看，阿里平头哥搞的玄铁910意义重大，虽然它目前性能还很羸弱，但是万里长征的第一步走出去了。
) b9 v) y4 {  W7 p三、道路曲折，前途光明从历史看，搞一个新的指令集不难，但是搞一个指令集，还要有竞争力就难了。
, @: V5 j1 O& o1 L0 S在美国历史上，一度所有的大IT公司都有自己的指令集，自己的处理器。
但是，最后X86一统天下，什么IBM、HP、SUN、Alpha、Moto都尘归尘土归土。
指令集是生态系统的底层，有了指令集，你要造出有竞争优势的处理器，有了处理器，你要有配合处理器的操作系统，有了操作系统，你还要有应用软件，有第三方的软硬件支持，最终才能发展成操作系统。
8 L+ r+ M1 ~0 ?' E) ^0 V5 z$ Z4 F龙芯做MIPS，要早于华为做ARM，但是龙芯做的MIPS扩展指令集缺乏支持，芯片性能相比ARM落后几个时代，操作系统要自己改，应用软件要一个一个的找第三方开发。
最后出来的东西，价格贵（因为量少，不能批量抵消流片高昂的成本），性能差（处理器研发水平低，因为给不起高薪，请不到足够牛，足够多的人），生态体系差。
7 J, L3 y% P& y. e/ [结果，龙芯只限于很小的一些领域，依靠信息安全的需求勉强生存。
而华为做ARM，直接用了ARM+Android的生态，自己造的手机消化掉自己制造的芯片。
- R  i4 m& R# d& s6 X9 I- e# W华为的手机能赚钱，就能给海思输血搞研发，而海思有钱，一方面买ARM的授权，一方面招募足够多足够牛的芯片设计人才，一方面与台积电合作最新工艺。
结果，华为海思的麒麟980已经能追上高通的骁龙855了。
+ g- W; v3 h' T& X. U$ Q阿里平头哥要走的是一条比龙芯更难的道路，因为RISC-V的成熟度还不如MIPS。

8 ]) [' X/ |7 e4 E3 J: q阿里要补的课很多，阿里首先要花大钱，把这个PPT上的芯片流片量产出来，让它没有bug的稳定运行，这就需要很长时间，很多钱。
然后，阿里要给这个芯片找到用途，它可以用到什么地方去，能不能带来利润形成循环？
有了平台，后面才是第三方支持，围绕阿里RISC-V指令集的处理器，逐步建立生态系统。
( B$ x& Z* ?/ R  j- r4 q在这个过程中，阿里需要中国所有IT厂商的支持，需要国家的支持。
* h% ]% @0 c* N0 G$ |+ P而阿里平头哥自己，也要不断进步，第一代玄铁910的性能羸弱。但是第二代，第三代应该越来越强大。
ARM当年能崛起，是因为在低功耗领域ARM处理器好于X86处理器。阿里必须在某个领域超过ARM和X86，才会有竞争力。
( C" `) o5 q& ^  i1 t; H+ F" V) ?7 G阿里作为互联网巨头，自己本身就有很多芯片的需求，阿里平头哥的芯片在幼稚期需要先从阿里内部开始应用，逐步成熟。
海思的路，阿里平头哥可以借鉴。（本文首发钛媒体）

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