アリババがRISC-Vチップに投資する理由

国際情勢に影響を受けないクラウドビジネスの構築

アリババがRISC-Vチップに投資する理由

要点

アリババの子会社平头哥半导体有限公司(T-Head)が、中国のRISC-Vコミュニティの重要なハブになっている。チップ設計図や開発ボードを共有し、すでに20億個の同社設計をベースにしたチップが生産された。


6月15日、2020年浙江省科学技術賞が発表され、その中でアリババの半導体設計子会社平头哥(T-Head)が設計するCPU、Xuantie(玄铁)シリーズが一等賞を受賞した。それを伝える情報の中で目を見張ったのは、Xuantieシリーズはすでに20億個以上の生産数に達していることだ。報道によると、チップは携帯電話の周辺機器、スマート家電、自動車エレクトロニクス、産業制御、スマートグリッド、金融チップやその他のシナリオやデバイスに利用されている。

アリババが100%出資する半導体チップ事業の本体として、2018年9月に設立された平头哥は、データセンター用人工知能チップ、プロセッサIPライセンスなどを含むエンドクラウド統合フルスタック製品シリーズを展開しており、その中でもXuantieプロセッサ知的財産(IP)は業界から大きな注目を集めている。

平头哥は一連のXuantieシリーズの設計のIPをオープンに提供しており、欧米圏でSiFiveが担っている役割を中国で果たしている。包括全志科技、紫光展锐、纳思达、杭州国芯、珠海炬芯、中兴微、智芯微、卓胜微电子、中科蓝讯などの200社がXuantieシリーズのプロセッサをベースにしたチップを設計している。

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Xuantieというコードネームは、中国の物語に出てくる「黒い鉄でできた重い剣」を意味している。このチップの目的は、市場に出回っている他のRISC-Vコアと競合することではなく、オープンソースの共同研究を通じてハイエンドの64ビットRISC-Vアーキテクチャに貢献することにあるとされる。現在のところ、Xuantieシリーズの5種類のチップの中でも旗艦であるXuantie-910 FPGA実装のみがAlibaba Cloudのデータセンターに導入されており、アプリケーション固有のアクセラレーション(ブロックチェーン・トランザクションなど)に使用されている。初期のFPGAの導入規模は数百個に限られている。

2020年に発表された論文によると、ブロックチェーントランザクションアクセラレーションを例にとった場合、ubuntu16.04 OSで2.5GHzで動作するx86 64 Intel Xeon Platinum 8163 CPUと比較して、Xuantie 910 FPGAはまだコストが高い。

XuantieはOSへの対応を進展させている。平头哥は今年1月、XuanTie 910チップ上ではすでにAndroid 10がスムーズに動作すると発表した。Android Open Source Project(AOSP)に基づくRISC-Vアーキテクチャのサポートを実装している。平头哥は関連するすべてのコードをオープンソース化した。

5月29日、「2021 AliCloud Summit(2021阿里云峰会)」において、平头哥は、Android、Linux、AliOS ThingsなどのOSに対応可能な、高性能、省エネ、低消費電力のシナリオに対応した3種類のRISC-V開発ボードを発表した。ここ数年、RISC-Vテクノロジーの応用範囲は拡大しており、Pingtou Xuantieシリーズの製品ラインナップも徐々に充実してきている。 開発ボードは、開発者とRISC-Vテクノロジーを結びつける重要なプラットフォームであり、より多くの開発者にオープンソースのRISC-Vテクノロジーの魅力を体験してもらいたいと考えている」とPingtouの副社長であるMeng Jiangyiは述べた

Xuantei 910プロセッサ搭載RVB -ICE開発ボード

クラウド側でも動き

ソフトウェア側もXuantieの採用を見越した動きが始まっている。阿里云峰会ではアリババクラウドのApsaraオペレーティングシステム(OS)を、Arm、x86、RISC-Vなどのアーキテクチャを採用したプロセッサと互換性を持たせることを発表した。

同社のOSが1つの主流アーキテクチャではなく、複数のチップシステムに対応することで、Alibaba Cloudは、中国におけるチップの独立性が高まる将来に向けて、準備を整えていると言えるだろう。

アリババクラウドのインテリジェンスグループのプレジデントであるZhang Jianfengは、このイベントで次のように述べた。「ITエコシステムは従来、チップによって定義されていましたが、クラウドコンピューティングはそれを根本的に変えた。クラウドOSは、サーバーチップ、特殊用途チップ、その他のハードウェアの演算能力を標準化することができる。チップがx86、Arm、RISC-V、ハードウェアアクセラレータのどれをベースにしていても、顧客に提供されるクラウドコンピューティングは標準化され、高品質なものになる」。

国際情勢

RISC-Vは、中国の開発者を中心に世界中で人気を集めている。カリフォルニア大学バークレー校の学者たちによって始められたRISC-Vは、ライセンス料や特許料なしに誰でも自由に使うことができ、一般的にアメリカの輸出規制の対象にはなりません。

トランプ政権が国家安全保障上の懸念からファーウェイとそのライバルであるZTEを禁止したことで、中国の通信大手と、大手半導体サプライヤーを含む米国のハイテク企業との関係が事実上断たれました。

Armはファーウェイとの関係を決める必要に迫られましたが、同社が英国の企業であることから、中国企業へのライセンス供与を継続できると述べた。しかし、ファーウェイは、このアーキテクチャを使って設計されたチップを実際に製造できる能力と許可を持つファウンドリを探すのに苦労している。TSMCでの委託生産の道は昨年絶たれた。

米国の制裁により、中国の技術業界では、米国による将来の技術規制に備えて、RISC-Vに関連する活動が活発化しており、アリババがその先頭に立っている。アリババクラウド、ファーウェイ、ZTEの3社は、RISC-V Internationalの13のプレミアメンバーに名を連ねており、理事会や技術運営委員会への参加権を得ている。

この領域は年々、様々なプレイヤーで混雑するようになり、厳しい競争が巻き起こっている。NVIDIAは長年にわたり、GPUのFalconコントローラにRISC-Vを採用してきた。また、SiFive、Microsemi、Andes、Codasipなどのチップベンダーは、シリコン実証済みの32ビットおよび64ビットの組み込みRISC-V IPを提供している。Western Digital社がSweRVTMコアをオープンソース化した。

参考文献

  • C. Chen et al., "Xuantie-910: A Commercial Multi-Core 12-Stage Pipeline Out-of-Order 64-bit High Performance RISC-V Processor with Vector Extension : Industrial Product," 2020 ACM/IEEE 47th Annual International Symposium on Computer Architecture (ISCA), 2020, pp. 52-64, doi: 10.1109/ISCA45697.2020.00016.

※その他の参考文献はリンクで示した。

Image via Alibaba Cloud / T-head

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