在地緣政治割裂全球化的時代，RISC-V正讓我國汽車芯片走出IP授權和自研門檻高的圍城；與此同時，開源芯片也將帶動開源軟件，特別是操作系統的開源，這對于打造開源、開放的智能汽車生態也是一個意外之喜。
    文丨智駕網王欣
    在電子電氣架構走向中央計算時代的今天，電子電氣架構對新汽車的重要性不言而喻，是汽車正常運行不可或缺的生命線，也決定了一款車型電動化和智能化的上限。
    智能汽車的下半場，正讓“輪子上的計算機”向“輪子上的高性能計算平臺”邁進，它需要囊括的已不只是被動安全，而是更廣闊的智能化場景。
    軟件定義汽車的新方向下，衍生的一個新趨勢是，RISC-V正在大舉進軍汽車。
    中國工程院院士倪光南在6月18日重慶舉行的第三屆中國汽車芯片高峰論壇上表示：
    “RISC-V是我們信息領域芯片的關鍵核心技術，采用開源模式的一種新的技術。所以它能夠有力的推動新的技術產業和新模式、新動能的創新發展。這樣就可以對于新質生產力發展起很大的推動作用。”
    軟件開源生態的魅力在于，不同的開發者和企業在開源生態中都可以共同參與、貢獻和改進。
    在歷史與未來的交匯點上，開源生態是給正在經歷大變革的汽車工業走向新汽車時代的一把鑰匙。
    01.
    時代的召喚：EE架構從分布式邁向集中式
    2007年，德爾福(DELPHI)首先提出E/E架構的概念，具體就是在功能需求、法規和設計要求等特定約束下，將汽車里的傳感器、中央處理器、電子電氣分配系統、軟件硬件通過技術手段整合在一起——通過這種結構，將動力總成、傳動系統、信息娛樂系統等信息轉化為實際的電源分配的物理布局、信號網絡、數據網絡、診斷、電源管理等電子電氣解決方案。
    經過近20年時發展，今天模塊化和集成化已經完成，隨著SOC芯片算力的迅速增長，已經演進到域集成的階段。
    分布式架構的極限只能達到L2級別的自動駕駛能力正成為共識，因而分布式架構注定將成為歷史。
    今天，智能座艙和自動駕駛需要更多的ECU和傳感器，但分布式EEA已經到達瓶頸，算力和總線信號傳輸速度遠遠不能滿足需求，因此必須引入搭載更高性能車規級芯片的域控制器、車輛以太網和集中式EEA。
    SOC主控芯片是域控制器的核心，自動駕駛的等級從L1到L5，每提高一個級別，算力需求就需要增加數十倍。
    近年來國內有眾多芯片企業進軍汽車芯片領域，但是在高算力的汽車芯片領域，自主可控能力明顯不足。
    我國本土市場仍然被高通、英偉達等海外公司占據，大部分中國汽車芯片企業的主力產品還停留在MCU上。
    與此同時，包括操作系統、中間件、虛擬機、芯片驅動軟件等基礎軟件，成為軟件定義汽車時代中不可或缺的中堅力量。
    德國華人汽車工程師協會副會長兼秘書長秦玉學表示：“基礎軟件的重要性不斷提高，基礎軟件包括操作系統、中間件、虛擬機、芯片驅動軟件，核心作用就是高效調配硬件資源來處理上層應用軟件傳達下的任務，基礎軟件是異架構從簡單走向復雜的必然產物，傳統控制功能不需要操作系統，只需要單任務功能控制就可以。”
    他同時表示，從域集中式架構到中央級集中式架構，情況會變得越來越復雜，基礎軟件的重要性越來越重要?；A軟件在汽車中還必須具備可維護性，功能安全、信息安全、故障隔離、可升級性等多種用途，并為上層應用軟件提供通用的平臺化的開發環境，實現去硬件化。
    目前，市場正處于從過去的分布式EE架構邁向域集中式EE架構的轉變過程中，預計到2025年，將徹底開啟中央+區域計算的EE架構時代。
    這同時對芯片和汽車操作系統提出了更高的要求。‍
    02.
    開源對于車企的影響
    特斯拉是將開源模式和開發者社區思維首次大規模引入汽車產業的攪局者，但今天擁抱開源已經不僅僅是特斯拉的專利。
    我國汽車操作系統和車載芯片產業雖然起步較晚，自主創新能力不足，但今天入局者眾多，產業高度繁榮，不過問題是各企業在開發過程中存在大量基礎性的重復工作。
    這會導致一個嚴重的問題：每一個車廠所開發的系統，如果都不兼容，將會造成嚴重的資源浪費。
    而開源是一個值得嘗試的路徑。
    當一套車控操作系統采用開源架構時，所有開發者在開源社區里就可以共同研發，共同投入，各個不同的主機廠可以基于自主需要開發不同的獨立體系。
    賽力斯汽車總裁何利揚表示：“從車企角度而言，我們當然希望出現類似于安卓這樣的平臺，如果有類似這樣的平臺，對主機廠而言作用顯著。”
    同時，開源將會吸引了更多開發者和開發公司參與，從而加速適配過程中的技術創新。
    目前我國汽車軟件人才相對匱乏的狀況，也可以借助開源得到改觀。
    不過汽車軟件開源不同于傳統的軟件開源，汽車與人的生命安全相關，是個以安全為核心核心的特殊產品，所以簡單地將軟件開源的原則引入汽車軟件開源面臨很多困難。
    何利揚認為：“我的理解一定要結合行業的標準，在當前趨勢下，可能跟芯片，生態，尤其跟主芯片相應智能生態的結合，加上產業的力量進行組合，才更有可能。中國缺的不是軟件人才，而是對軟件的價值認可。”
    如果主機廠用了A供應商的開源系統，但車并沒有變得更好，那就必然不會再用。開源的核心是建立在通用化平臺的基礎上，打造個性化差異獲得用戶對自己商品的喜愛。
    當然，隨著技術進化，開源必然也面臨商業利益平衡分配的問題。
    不能否認，當前車企進入智駕競爭白熱化的階段后，卷的行為開始變形。一些車企在供應商費勁心血做好開源技術方案后，就一腳把供應商踢開，然后自己去做垂直整合。最后，再向投資人和消費者美其名曰的說：“瞧，這是我們自己全棧研發的技術能力體現。”
    那怎么防止開源邁入體系之爭、生態之爭的現象發生？
    何利揚認為：“先開源的方向要放在車載操作系統部分，首先解決車內的問題。這樣難度會小很多，一旦大類開源就很麻煩，涉及芯片、操作系統，智能生態就會很復雜。”
    開源對汽車的價值不言而喻，但仍舊有很多核心問題沒有解決。
    比如說域和域之間算力分配、動態分配、架構里面的安全性設計等。如果希望在短時間把問題解決，那就需要一個開放透明的開發者社區，吸引更多開發者一起討論解決這些核心問題。
    開源,讓每一家車企都具備成為科技屬性公司的可能性同時，卻也拔高了信任體系和商業道德的防線。
    我們所說的芯片開源，一般是說這個指令集是開源的，即大家都能用這個指令，但像過去傳統的X86、ARM架構并不開源，一旦用它們指令是意味要獲取它的授權，需要支付授權費用。
    03.
    既有了X86與ARM，為何再引入RISC-V？
    但RISC-V是一種開源的芯片架構。
    大概在十多年以前，加州伯克利分校Patterson教授領導的團隊發布了這樣一個采用開源模式的新架構，任何人、任何機構都可以使用，無需授權，極易商業化，也可以變成自己的產品，但很重要的條件是，要保持原來開源模式。
    倪光南說：“我國從事軟件開源的人數僅次于美國，居第二位，開源能夠達到的共享，以及規模都是世界第一。當然還遠遠不夠，中國要從開源大國向開源強國發展。”
    早些年，“選X86還是選ARM？”這是芯片在設計之初大家討論的首要問題之一。
    從商業模式來說，X86是封閉的指令架構，適合PC端的高性能計算，功耗最高，供應商主要為英特爾和AMD，基于架構開發芯片并且售賣；Arm架構是由Arm公司研發，適用于移動通訊領域，擴展性不及X86但能耗居中，基于架構再開發處理器核出售給芯片設計公司。
    RISC-V是目前市面上主流架構中，并不由某一家公司所主導的芯片架構，多用于智能穿戴設備，指令精簡，沒有歷史包袱，功耗也最低。
    所以這意味著編譯器可以更容易地生成高效的機器代碼，使得程序更容易優化，并且更容易移植到不同的RISC-V處理器上。
    通常，設計一個芯片，比如14納米要上億美元的研發，而現在用開源，大力度降低了成本。使得中小企業都可以設計芯片，不再是大公司的獨有。
    但大家最關心的還是，對于芯片供應商、一級供應商和OEM而言，RISC-V在汽車行業有哪些優勢？
    我們做了如下總結：
    其一，RISC-V提供高性能效率。另一個好處是它能夠實現最先進的、具有低延遲和模塊化ISA的全新設計。這種靈活性允許CPUISA中的緊湊狀態，從而促進特定領域功能的創新。定制選項比比皆是，可實現可擴展且靈活的設計。
    其二，RISC-V提供出色的價格、性能、面積(PPA)，其架構可從MCU無縫擴展到數據中心應用程序。此外，RISC-V還提供靈活的商業模式。RISC-VISA優先考慮安全性，包括內存保護、硬件強制隔離（如可信執行環境(TEE)）、虛擬化，甚至加密指令等功能。
    其三，對于OEM和Tier-1，RISC-V提供多源和供應鏈安全性，提供第二個CPUISA選項。RISC-V是一種開放的ISA，這意味著它提供了豐富的生態系統和豐富的獨立資源可供利用。這促進了價值鏈內的垂直整合，通過擴展RISC-V產品實現差異化和創建有競爭力的解決方案。此外，RISC-VISA符合功能安全和安全標準。
    根據SHDGroupRISC-V市場報告，RISC-V預計2018年至2025年復合年增長率為146.2%。
    隨著輔助駕駛技術向L3、L4、L5級別邁進，汽車芯片需要處理的數據量將呈幾何倍數增長。未來的芯片將更為強大，能夠支持更復雜的決策邏輯和更高的數據處理能力。
    對于芯片制造商來說，提供高性能、低功耗和高集成度的ADAS芯片將成為關鍵。此外，與車載傳感器、攝像頭等設備的融合也為芯片設計帶來新的機會。
    目前，國際一些知名的廠商，比如高通、博世、英飛凌、NXP這些汽車芯片廠商聯合宣布，將成立一家RISC-V公司，并以汽車市場為首個發力點。
    總的來說，未來作為主流CPU可能出現三種主要架構，X86、ARM以及新的RISC-V。
    據市場調研機構SemicoResearch《RISC-V市場分析：新興市場》報告預測，到2025年，全球RISC-V架構芯片數量將達到624億顆。
    但倪光南認為，中國的RISC-V，特別是在智能汽車領域的發揮下，完全有可能承擔起新的功能。
    在地緣政治割裂全球化的時代，RISC-V正讓我國汽車芯片走出IP授權和自研門檻高的圍城；與此同時，開源芯片也將帶動開源軟件，特別是操作系統的開源，這對于打造開源、開放的智能汽車生態也是一個意外之喜。