近年来,开源模式在芯片领域掀起了一轮浪潮,开放指令集RISC-Ⅴ(即第五代精简指令集)作为开源芯片领域的代表,已经在多个领域和场景中得到广泛应用。基于 RISC-Ⅴ构建开源芯片生态,能够协同全球各国共同构建开源处理器芯片生态,开拓新兴应用市场,形成一个处理器芯片领域的新赛道。
通过对信息技术发展规律的分析与一线科研实践经验的总结,笔者认为开源模式有望为“统筹推进教育科技人才体制机制一体改革”注入机制创新活力,将会在生产关系层面带来一些变革。开源(open source),最早起源于软件的开放源代码,逐渐演变成为一种软件开发模式,即把代码公开在互联网上并根据开源协议建立由开发者和使用者组成的开源社区。这种模式不仅改变了软件开发的方式,催生了Linux开源操作系统等一批成功的开源项目,也在打破商业垄断、促进产业生态等方面起到积极作用。如今,开源模式已成为全球软件技术和产业创新的重要模式,包括现在很多热门的人工智能大模型如美国谷歌公司推出的Gemma、美国Meta公司推出的LLaMA也都采用了开源模式。近年来,开源模式在芯片领域也掀起了一轮浪潮,开放指令集RISC-Ⅴ(即第五代精简指令集)作为开源芯片领域的代表,已经在多个领域和场景中得到广泛应用。
我国越来越重视开源体系的建设,作为长期从事开放指令集RISC-V与开源芯片方向研究的科研人员,笔者深刻认识到构建开源芯片技术体系,不仅要突破关键核心技术,同时也要积极探索与实践“有组织开源”的创新机制。过去几年,在中国科学院、北京市、国家部委以及产业界的共同支持下,笔者团队在基于开源模式的创新机制探索方面取得一定的积极效果:
其一,中国科学院计算技术研究所(以下简称“计算所”)探索形成了一个由“计算所+新型研发机构+企业”组成的开源芯片创新联合体,充分调动多方力量形成合力,覆盖“原理—原型—样品—产品—商品”整个创新链,实现创新链与产业链融合,共同构建开源芯片技术体系,推动开源芯片生态体系建设。在具体实践中,计算所负责“原理—原型”环节,聚焦于关键核心技术攻关,并将技术开源;新型研发机构北京开源芯片研究院(以下简称“开芯院”)负责“原型—样品”环节,基于开源技术进一步完成工程开发、输出高质量的开源主线与样品;企业则负责“样品—产品—商品”环节,实现基于开源主线研发相关产品,形成规模商品。目前,开源芯片创新联合体已开始有效运转,建立与企业长效沟通机制。2024年以来,开源芯片创新联合体已完成需求对接超过50次,联合开发技术研讨超过30次,加速推动科研成果落地应用。
其二,通过开源模式汇聚全国有潜力的学生参与RISC-V生态建设,寓教于研,推进教育、科技、人才“三位一体”协同实践。2019年,由中国科学院大学(以下简称“国科大”)发起“一生一芯”计划,目标是让本科生能带着自己设计的芯片毕业。第一期5位国科大同学最终成功开发出一款64位RISC-V处理器,在国内首次实现本科生完成流片。如今,“一生一芯”计划已从最初的5位同学发展到超过8000名学生参与,覆盖全国680余所高校,这也正是得益于开源模式:一方面,开放指令集RISC-V允许每一位学生都可以免费自由地基于RISC-V指令集设计自己的处理器,而无须担心公司私有指令集的侵权问题;另一方面,“一生一芯”计划的所有讲义和资料都开源开放在网络上,这就打破了传统教学资源一般仅限于学校内部访问的限制,使得任何一所学校的任何一位学生都可以通过网络免费自由地学习“一生一芯”。经过五年的持续改进,如今“一生一芯”计划已经成为一个基于开源模式、多学科贯通的实践型大规模芯片设计人才培养计划,在全国乃至全球RISC-V领域形成影响力,并且开始反哺RISC-V生态建设,实现教育、科技、人才“三位一体”协同发展。
科技开源,从单一走向多元、从封闭走向开放、从垄断走向普惠,是科技工作者践行“人类命运共同体”理念的实践行动。基于 RISC-Ⅴ构建开源芯片生态,能够协同全球各国共同构建开源处理器芯片生态,开拓新兴应用市场,形成一个处理器芯片领域的新赛道。我们将全力攻关关键核心技术,同时努力探索与实践基于开源模式的有组织科研机制创新,为新领域新赛道制度供给做出一份贡献。