近日，中科院計算所副所長、研究員包云崗在社交媒體宣布國產 RISC-V 開源處理器“香山”有了新歸屬——北京開源芯片研究院（開芯院），該研究院經過四個月的籌建，正式啟動第一批圍繞“香山”的新項目，后續也將陸續啟動其他開源芯片項目。
首批招聘的職位及人員眾多，涉及 CPU 架構設計工程師（5 名）、CPU 前端設計高級工程師（5 名）、CPU 前端設計工程師（20 名）、CPU 浮點運算前端設計工程師（5 名）等及眾多實習生崗位。
據官方介紹，北京開源芯片研究院是成立于 2021 年 12 月的民辦非企業，由一批行業龍頭企業和國內頂尖科研單位共同牽頭發起成立的創新聯合體。研究院以構建開源芯片技術體系，加速開源芯片生態發展為宗旨。研究院致力于研發 RISC-V 領域關鍵共性技術、建設關鍵支撐平臺、優化生態治理、推動重點行業規模商用，加速 RISC-V 生態完善成熟，打造 RISC-V 產業生態。
國產 RISC-V 開源處理器“香山”已調試成功
2021 年 6 月份，首屆 RISC-V 中國峰會于本周在上海科技大學舉辦。會上，包云崗正式發布了國產開源高性能 RISC-V 處理器核心——香山。當時，包云崗表示 CPU 領域還沒有一個像 Linux 那樣的開源主線，因此研發團隊判斷業界需要一個開源的高性能 RISC-V 核，既能被工業界廣泛應用，又能支持學術界試驗創新想法。
“香山”早在 2020 年 6 月 11 日就已經在 GitHub 上建立了代碼倉庫。一年時間內，該項目獲得了 3296 次代碼提交，總行數約 5 萬行，具有 400 多個文檔。其架構代號以湖命名，第一版架構代號是“雁棲湖”，第二版架構代號是“南湖”。
具體來看，“雁棲湖”架構是一個 11 級流水、6 發射、4 個訪存部件的亂序處理器核。在發射寬度上已經可以和一些 ARM 高端處理器核相當，但還未進行充分優化，因此實際性能還有不小的差距。
2020 年，團隊基于 Chisel 完成了一款 8 核標簽化 RISC-V 處理器的測試流片，采用了臺積電 28nm 工藝。研發人員基于 GitHub CI 構建了一套流程化的自動回歸測試框架，這款測試芯片于 2020 年 9 月起，成功在 FPGA 上啟動 Linux/Debian 系統。
2021 年 7 月 15 日，第一代香山“雁棲湖”流片，但接下來由于受到全球芯片產能的影響，整個團隊經歷了漫長的等待期。直到 2022 年 1 月 20 日，香山才終于回片，整個主板采用了香山楓葉的紅底色。隨后，團隊就進入調試階段，經過了數天攻關，最終成功點亮。
目前，香山處理器南湖架構已經穩定；香山第一版（雁棲湖）芯片已經成功點亮并正確運行 Linux/Debian 操作系統，成功運行 SPEC CPU2006，實測評分超過 7 分 @1GHz，CPU/DDR 在更高頻率下的性能調優正在進行中；香山處理器南湖架構的設計文檔正在編寫中。
根據介紹，“香山”的目標是達到 L3 級（理想的?L3?級應該是設計與實現開源芯片的工具全部開源，目前全世界范圍尚未達到這個水平），除了開源 RTL 代碼，同時將開發“香山”的一系列底層工具也開源。但“香山”也還未完全達到?L3?級，最多只有 L2.5 級，因為當前“香山”的開發過程中仍需大量使用商業?EDA?工具。只有開源?EDA?取得突破性進展，L3?級開源芯片才能真正得以實現，這還有很多挑戰。包云崗也在知乎上表示期待各界更多的支持和幫助。
開芯院未來計劃
未來，研究院將圍繞“香山”開源高性能 RISC-V 處理器核與“一生一芯”人才培養計劃開展工作。具體來說，研究院將啟動一批圍繞“香山”的新項目，后續也將陸續啟動其他開源芯片項目。
“一生一芯”計劃則是此前由國科大啟動的芯片設計人才培養計劃。首期由 5 位 2016 級本科生主導完成一款 64 位 RISC-V 處理器 SoC 芯片設計并實現流片，芯片能成功運行 Linux 操作系統以及學生自己編寫的國科大教學操作系統 UCAS-Core。
國科大計算機科學與技術學院院長孫凝暉院士此前表示，“一生一芯”計劃的愿景目標是在國科大實踐經驗的基礎上向全國輻射，幫助更多高校形成從處理器芯片設計到流片并運行操作系統的實踐課程，提高我國處理器芯片設計人才培養規模，縮短人才從培養階段到投入科研與產業一線的周期，力爭 3 年后在全國每年能培養 500 名學生，5 年后實現每年培養 1000 名學生，10 年達到每年培養 1 萬名學生。
