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2024-01-12 16:00
科技

美媒:中美芯片之战的新战线:RISC-V

RISC-V是一套告诉芯片如何执行计算任务的基本指令,已成为中国公司和政府机构发展芯片技术的核心工具。美国国会正就此展开讨论,考虑是否对该技术施加限制。
芯片半导体市场今年或回暖,中国机遇何在?
DON CLARK, ANA SWANSON

■美国国家航空航天局已选择了这项技术,帮它在未来把航天器送到尚未探索过的行星上去。Meta公司把这项技术用于人工智能。中国工程师用它来加密数据。

这项技术可能成为美中半导体贸易战的下一条战线。

这项名为RISC-V(英文发音“risk five”)的技术是从加利福尼亚州一所大学的计算机实验室里发展出来的,已成为各种芯片处理计算任务的基础。RISC-V(意思是“第五代精简指令集”——译注)本质上为设计智能手机、磁盘驱动器、Wi-Fi路由器和平板计算机等设备使用的处理器提供了一种通用语言。

近几个月来,随着美国逐步收紧对可能帮助中国推动军事发展的技术出口限制,RISC-V已在华盛顿引发了一场有关美国应该走多远的新辩论。因为任何人都能从互联网上免费下载RISC-V指令集,它已成为中国公司和政府机构的核心工具,它们希望在半导体设计方面拥有与美国相同的高超技艺。

上个月,在威斯康星州共和党众议员迈克·加拉格尔牵头下,众议院美中战略竞争特设委员会建议成立一个跨部门政府委员会来研究RISC-V的潜在风险。据国会工作人员说,议员助理已与拜登政府的成员会面讨论该技术,议员及其助理已在讨论如何扩大限制范围,以免让美国公民在RISC-V方面帮助中国。

中国“已在试图使用RISC-V的设计架构来削弱我们的出口管制”,该特设委员会的最高级别民主党成员、伊利诺伊州众议员拉贾·克里希纳穆尔蒂在一份声明中说。他还表示,RISC-V研发者应该将精力放在技术进步上,而不是促进“中国共产党的地缘政治利益”上。

据三名知情人士称,销售与RISC-V竞争的芯片技术的英国公司安谋控股也在游说官员考虑限制RISC-V。据一名了解有关讨论的人说,拜登政府官员对中国使用RISC-V指令集表示担忧,但对试图监管该技术可能带来的复杂性保持警惕。美国商务部和国家安全委员会拒绝对此置评。

有关RISC-V的争论颇为复杂,因为该技术是按照开源软件的原则设计的,与Linux等免费软件一样,允许任何开发人员查看和修改其原始代码。此类程序已促使多个竞争对手对其进行创新,削弱了单一供应商的市场力量。

但RISC-V不是能直接用来制作任何东西的代码,而是一套告诉芯片如何执行计算任务的基本指令。工程师们能下载这套指令,将其用在执行更复杂任务的半导体部件的设计中。多家公司出售使用RISC-V指令集的芯片设计,一些大学和机构免费发布使用该指令集的芯片设计。

世界各地的工程师们能提出增强这个指令集的建议,这与Linux一样,但与来自安谋和英特尔等公司的技术不同。扩展该指令集的过程由非盈利组织RISC-V International负责,该组织在70个国家拥有逾4000名成员,其中包括来自中国科学院以及华为和阿里巴巴等中国公司的成员,也有来自谷歌和高通的成员。

该组织已在2020年将其注册地从美国改为瑞士,以平息人们对“政治干扰的担忧”,以及对被任何单一国家控制的担忧。该组织的领导人说,他们的运作模式与其他管理标准技术(例如以太网和Wi-Fi)的国际组织相同。

“开源标准已经存在了100年,”RISC-V International首席执行官卡利斯塔·雷德蒙德在接受采访时说。“RISC-V没什么不同。”

美国的出口管制一般准予开源技术豁免权。这种做法的任何改变“肯定会引发棘手的法律问题和重要的公共政策问题”,Buchanan Ingersoll & Rooney律师事务所专门从事贸易和国家安全事务的律师丹尼尔·皮卡德说。

美国的法规限制企业向中国出口某些高性能的安谋和RISC-V芯片设计。但硅谷的高管们说,试图限制基本指令集就像是试图控制单词或字母的使用。

“这绝对很愚蠢,”用RISC-V指令集设计芯片的初创公司Esperanto Technologies的首席技术官戴夫·迪泽尔说。“这就像在说,‘好吧,既然中国人能读有关核武器的英文书,所以让我们用禁止英文字母的办法来解决这个问题。’”

随着RISC-V帮助包括华为在内的中国企业设计更多全球使用的半导体,一些美国官员担心,中国政府可能在中国芯片代工厂生产的芯片中植入让网络易受攻击的代码,并可能利用这种漏洞来削弱美国电网和其他关键基础设施。

支持使用RISC-V的人反驳说,具有可公开分析的内部细节的技术要安全得多。他们说,任何新限制都将削弱美国对该技术的影响力,同时无法阻止中国继续使用它,因为该指令集已在中国广泛使用。

RISC-V指令集最初的灵感是为了省钱。精简指令集计算机(RISC)是加州大学伯克利分校计算机科学系教授戴维·帕特森率先帮助发明的,该校的一名教授和两名研究生从2010年开始研发基于这项技术的新指令集。他们的目的是帮助研究计算机的内部工作原理,而无需向安谋付钱,安谋对每块使用其技术的芯片收取专利费。

“我只是想学习如何造计算机,”两名研究生之一李延隻(Yunsup Lee,音)说,他现在在销售RISC-V设计的初创公司SiFive工作。他说,后来的目标变成了“造福世界上的每个人”。

不同版本的RISC-V很快引起了工程师们的兴趣。一套标准的指令集能让软件程序在所有使用该指令集设计的芯片上运行。

中国的工程师和官员们也很快看到了其中的潜力,他们将开源技术视为掌握“发展主动权”、应对禁运和扰乱供应等风险的办法,中国科学院的倪光南研究员去年6月在一篇关于RISC-V的文章中写道。
现供职于谷歌的帕特森在2019年帮助在中国深圳建立了一个RISC-V实验室,这家实验室得到了加州大学伯克利分校与清华大学以前在中国联合成立的深圳学院的支持。在该委员会去年11月发布的一段视频中,众议员加拉格尔对帕特森的工作表示担忧,并对深圳学院同与中国的军事和情报活动有联系的机构合作表示担忧。

谷歌发言人称帕特森拒绝对本文置评。

加州大学伯克利分校的发言人说,该校与深圳学院的合作是基础研究,不受出口管制的限制,学校正在应国会要求提供相关信息。

国际商业战略的分析师韩德尔·琼斯说,中国目前有100多家“规模相当大”的公司在使用RISC-V设计芯片,至少还有100家初创公司也在这样做。虽然许多这样的芯片被用于比较普通的消费产品,但工程师们认为,RISC-V技术最终将能完成一些最艰巨的任务。

中国的航天科学家们已建议使用RISC-V指令集来研发星载高性能计算机。其他中国公司和研究部门的目标是将RISC-V处理器组合起来,用于数据中心更大规模的计算任务,包括人工智能应用。

在硅谷去年11月举行的RISC-V峰会上,阿里巴巴子公司平头哥半导体探讨了另一家中国公司算能的RISC-V设计如何为山东大学的一个大型服务器提供芯片处理能力。这两家公司表示,那是用RISC-V技术进行云计算服务的第一个实例。

“虽然我们只是迈出了一小步,但我们已把RISC-V放在了起跑线上,”阿里平头哥CPU技术生态负责人陈炜在会上说。■ 

注:本文仅代表作者个人观点                                                                                              
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美媒:中美芯片之战的新战线:RISC-V

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■美国国家航空航天局已选择了这项技术,帮它在未来把航天器送到尚未探索过的行星上去。Meta公司把这项技术用于人工智能。中国工程师用它来加密数据。

这项技术可能成为美中半导体贸易战的下一条战线。

这项名为RISC-V(英文发音“risk five”)的技术是从加利福尼亚州一所大学的计算机实验室里发展出来的,已成为各种芯片处理计算任务的基础。RISC-V(意思是“第五代精简指令集”——译注)本质上为设计智能手机、磁盘驱动器、Wi-Fi路由器和平板计算机等设备使用的处理器提供了一种通用语言。

近几个月来,随着美国逐步收紧对可能帮助中国推动军事发展的技术出口限制,RISC-V已在华盛顿引发了一场有关美国应该走多远的新辩论。因为任何人都能从互联网上免费下载RISC-V指令集,它已成为中国公司和政府机构的核心工具,它们希望在半导体设计方面拥有与美国相同的高超技艺。

上个月,在威斯康星州共和党众议员迈克·加拉格尔牵头下,众议院美中战略竞争特设委员会建议成立一个跨部门政府委员会来研究RISC-V的潜在风险。据国会工作人员说,议员助理已与拜登政府的成员会面讨论该技术,议员及其助理已在讨论如何扩大限制范围,以免让美国公民在RISC-V方面帮助中国。

中国“已在试图使用RISC-V的设计架构来削弱我们的出口管制”,该特设委员会的最高级别民主党成员、伊利诺伊州众议员拉贾·克里希纳穆尔蒂在一份声明中说。他还表示,RISC-V研发者应该将精力放在技术进步上,而不是促进“中国共产党的地缘政治利益”上。

据三名知情人士称,销售与RISC-V竞争的芯片技术的英国公司安谋控股也在游说官员考虑限制RISC-V。据一名了解有关讨论的人说,拜登政府官员对中国使用RISC-V指令集表示担忧,但对试图监管该技术可能带来的复杂性保持警惕。美国商务部和国家安全委员会拒绝对此置评。

有关RISC-V的争论颇为复杂,因为该技术是按照开源软件的原则设计的,与Linux等免费软件一样,允许任何开发人员查看和修改其原始代码。此类程序已促使多个竞争对手对其进行创新,削弱了单一供应商的市场力量。

但RISC-V不是能直接用来制作任何东西的代码,而是一套告诉芯片如何执行计算任务的基本指令。工程师们能下载这套指令,将其用在执行更复杂任务的半导体部件的设计中。多家公司出售使用RISC-V指令集的芯片设计,一些大学和机构免费发布使用该指令集的芯片设计。

世界各地的工程师们能提出增强这个指令集的建议,这与Linux一样,但与来自安谋和英特尔等公司的技术不同。扩展该指令集的过程由非盈利组织RISC-V International负责,该组织在70个国家拥有逾4000名成员,其中包括来自中国科学院以及华为和阿里巴巴等中国公司的成员,也有来自谷歌和高通的成员。

该组织已在2020年将其注册地从美国改为瑞士,以平息人们对“政治干扰的担忧”,以及对被任何单一国家控制的担忧。该组织的领导人说,他们的运作模式与其他管理标准技术(例如以太网和Wi-Fi)的国际组织相同。

“开源标准已经存在了100年,”RISC-V International首席执行官卡利斯塔·雷德蒙德在接受采访时说。“RISC-V没什么不同。”

美国的出口管制一般准予开源技术豁免权。这种做法的任何改变“肯定会引发棘手的法律问题和重要的公共政策问题”,Buchanan Ingersoll & Rooney律师事务所专门从事贸易和国家安全事务的律师丹尼尔·皮卡德说。

美国的法规限制企业向中国出口某些高性能的安谋和RISC-V芯片设计。但硅谷的高管们说,试图限制基本指令集就像是试图控制单词或字母的使用。

“这绝对很愚蠢,”用RISC-V指令集设计芯片的初创公司Esperanto Technologies的首席技术官戴夫·迪泽尔说。“这就像在说,‘好吧,既然中国人能读有关核武器的英文书,所以让我们用禁止英文字母的办法来解决这个问题。’”

随着RISC-V帮助包括华为在内的中国企业设计更多全球使用的半导体,一些美国官员担心,中国政府可能在中国芯片代工厂生产的芯片中植入让网络易受攻击的代码,并可能利用这种漏洞来削弱美国电网和其他关键基础设施。

支持使用RISC-V的人反驳说,具有可公开分析的内部细节的技术要安全得多。他们说,任何新限制都将削弱美国对该技术的影响力,同时无法阻止中国继续使用它,因为该指令集已在中国广泛使用。

RISC-V指令集最初的灵感是为了省钱。精简指令集计算机(RISC)是加州大学伯克利分校计算机科学系教授戴维·帕特森率先帮助发明的,该校的一名教授和两名研究生从2010年开始研发基于这项技术的新指令集。他们的目的是帮助研究计算机的内部工作原理,而无需向安谋付钱,安谋对每块使用其技术的芯片收取专利费。

“我只是想学习如何造计算机,”两名研究生之一李延隻(Yunsup Lee,音)说,他现在在销售RISC-V设计的初创公司SiFive工作。他说,后来的目标变成了“造福世界上的每个人”。

不同版本的RISC-V很快引起了工程师们的兴趣。一套标准的指令集能让软件程序在所有使用该指令集设计的芯片上运行。

中国的工程师和官员们也很快看到了其中的潜力,他们将开源技术视为掌握“发展主动权”、应对禁运和扰乱供应等风险的办法,中国科学院的倪光南研究员去年6月在一篇关于RISC-V的文章中写道。
现供职于谷歌的帕特森在2019年帮助在中国深圳建立了一个RISC-V实验室,这家实验室得到了加州大学伯克利分校与清华大学以前在中国联合成立的深圳学院的支持。在该委员会去年11月发布的一段视频中,众议员加拉格尔对帕特森的工作表示担忧,并对深圳学院同与中国的军事和情报活动有联系的机构合作表示担忧。

谷歌发言人称帕特森拒绝对本文置评。

加州大学伯克利分校的发言人说,该校与深圳学院的合作是基础研究,不受出口管制的限制,学校正在应国会要求提供相关信息。

国际商业战略的分析师韩德尔·琼斯说,中国目前有100多家“规模相当大”的公司在使用RISC-V设计芯片,至少还有100家初创公司也在这样做。虽然许多这样的芯片被用于比较普通的消费产品,但工程师们认为,RISC-V技术最终将能完成一些最艰巨的任务。

中国的航天科学家们已建议使用RISC-V指令集来研发星载高性能计算机。其他中国公司和研究部门的目标是将RISC-V处理器组合起来,用于数据中心更大规模的计算任务,包括人工智能应用。

在硅谷去年11月举行的RISC-V峰会上,阿里巴巴子公司平头哥半导体探讨了另一家中国公司算能的RISC-V设计如何为山东大学的一个大型服务器提供芯片处理能力。这两家公司表示,那是用RISC-V技术进行云计算服务的第一个实例。

“虽然我们只是迈出了一小步,但我们已把RISC-V放在了起跑线上,”阿里平头哥CPU技术生态负责人陈炜在会上说。■ 

注:本文仅代表作者个人观点                                                                                              
 
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