RISC-V与物联网的碎片化

来源: 日期:2018-11-15 点击: 452

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在最近的一次RISC-V产业化高峰论坛上,中国RISC-V产业联盟理事长戴伟民博士表达了三个观点:


一、RISC-V是中国CPU实现自主可控且同时繁荣的契机;
二、物联网碎片化、可定制的需求与RISC-V开源开放、可模块化、可扩展、简洁的特性完美契合;
三、RISC-V是个好机会,但会和X86、ARM架构长期共存。

什么是物联网的碎片化?RISC-V的开源架构能够给物联网碎片化带来哪些影响,本文试图探讨之。

1、何谓“碎片化”?

“碎片化”(Fragmentation)一词,在上世纪80年代常见于“后现代主义”的有关研究文献中,原意是指完整的东西破成诸多零块。如今,“碎片化”已应用于政治学、经济学、社会学、传播学和信息技术等多个不同领域中。

可以说,我们现在生活在一个信息碎片化的时代。相对于过去通过阅读报纸、听广播了解信息,现在我们则更多地通过网络传媒了解信息,且信息内容更加分散,完整的信息被各式各样的分类分解为信息片段。

碎片化的起因是新的商业环境构建了全新的社会形态,例如人们通过快餐式媒体了解世界,通过消费抚慰心灵,通过无所不在的娱乐释放压力,通过虚拟的网络建立与世界的真实联系。互联网让我们的生活更加碎片化。

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碎片化也可以指用户触网的时间碎片化和内容碎片化,用户在不忙的时候,可以拿起手机等智能设备触网,进行社交、购物、理财、浏览新闻资讯、看各种内容等活动。

碎片化给我们带来的一个好处是,可以迅速的获取所需要的信息,完整内容被分解为详细的义项,即赋予每一个不同概念意义事物以叙述内容。

2、物联网的“碎片化”趋势

在搞清楚了“碎片化”一词的概念后,我们再来看物联网的碎片化趋势。

目前的物联网应用已经覆盖工业、商用、消费三大领域约20多个行业、160多个应用场景,终端应用丰富而呈碎片化的发展趋势,使得不同物联网应用成为一个个信息“孤岛”。

相对于互联网,物联网相呈现出更加碎片化的趋势。这是由于终端产品种类繁多,同样的功能可以由不同种类的产品来实现,其终端呈现碎片化。在物联网时代,个人的选择更加个性化,很难有像互联网时代那样大规模的统一入口产品。

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“碎片化是物联网必然经历的阶段,政府很早也意识到这一点”,广州网络中心产品总监蔡冠祥说,“早在2013年,国家发改委就提出,要建设国家物联网标识管理公共服务平台,将这些碎片连接起来。”

互联网与移动互联网的入口是最接近人的入口,但物联网的入口不一样。物联网有些应用根本不需要人的参与。所以对物联网应用来说,与人交互的设备是物联网的入口,更多的则是关键设备接口作为物联网的入口。成千上百的设备使得物联网更加趋于碎片化。

如果对于某一个物联网系统来说,所有设备得到很好的管理,也许不会产生“碎片化”。可是如果要在一个更大范围内实现各种设备的连接交互,实现各种服务的更大覆盖,或各种数据更大范围之间的智能挖掘,希望产生颠覆过往的新模式、新业务、新价值,那么“碎片化”就是一个问题。

因此,挑战碎片化不是一个伪命题,而是物联网产业的生命力之所在,既是机遇也是厄运。

还有一个概念是技术碎片化。技术碎片化主要是技术标准的不统一,比如物联网领域涉及到的各种通信协议,仅无线协议就有几十种之多,还不包括很多协议的变种,蓝牙协议就可以衍生出很多私有版本。在工业领域,常见的标准协议就有几十上百种,考虑到私有协议,数量可达上千种。

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技术标准的碎片化,有的是来源于不同的演进路径,或者说是历史自然发展使然。但也有的是人为的,也就是出于商务目的刻意制造的不同的技术标准,以维持在某个领域的垄断。

3、车联网的“碎片化”趋势

我国宽带信息网专家、中国工程院院士邬贺铨曾谈到:“车联网将成为物联网最大的驱动力之一。汽车本身就是物联网的节点,物联网正重新定义汽车……自动驾驶汽车是物联网、移动互联网、云计算和大数据技术与先进汽车技术融合的集中体现。”

作为物联网的一个重要应用分支,车联网行业也存在着碎片化现象。各家汽车厂、包括前后装企业,以及大量提供车辆相关产品和服务的企业,都会从自己的立足点出发诠释什么是车联网,这也导致“车联网”呈碎片化趋势。

例如,一些有互联网背景的企业做车联网,他们有资金、有技术、有资源,但是都各自为政,数据不共享,你的数据不给我,我的数据也不给你,造成这些所谓的“车联网”企业不互通,甚至隔靴搔痒,不能真正的打破壁垒和减少碎片化。

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另外还有大量的做车生活相关的各种生态服务,包括LBS、地图类服务等等,在这些每个子类里还有大量相互竞争的企业,市场也呈诸多碎片化趋势。

正如有物联网专家指出的那样:“在这些纷繁芜杂的局面背后,车联网生态圈也就几种角色:汽车原厂、设备商、渠道商、生态服务商。无论车联网业务产生出什么样的新增利益,都只需要在这些角色之间分配。但是由于数据、系统和服务的碎片化,产业内并不能快速形成新增的、共享的利益分配格局。”

4、RISC-V与物联网

芯原董事长兼总裁戴伟民博士最近在接受EDN媒体采访时,曾这样描述RISC-V对物联网碎片化的作用:“物联网是碎片化的,整个市场很大,但每一个市场并不是那么大。要推动健康的RISC-V产业生态发展,包括AI和CPU都需要异构计算。RISC-V的意义在于它可以做扩展应用。RISC-V在物联网的应用虽然没有消费类热闹,但现在的英伟达、谷歌、西部数据和微软都在做。我们希望RISC-V的应用能够减小物联网的碎片化。”

专注于智能边缘计算的GreenWaves Technologies公司总裁Loic Lietar,在谈到RISC-V给Arm带来的冲击时说,“我们能感受到RISC-V市场的发展势头非常热,尤其在人工智能物联网领域,竞争才许才刚刚开始。RISC-V的开源指令集给了我们一个发展物联网市场的好机会,也能在一定程度上实现中国芯的自主可控。在政策、企业、研究所的共同推动下,RISC-V正在迅速壮大,无论是Arm还是RISC-V都能发挥其重要价值。只是在渴求中国芯的中国,RISC-V能发挥的作用更让人期待。”

在被问及RISC-V是否更适合物联网的问题时,他表示:“我们从一开始就看准了物联网市场,在2016年我们就在考虑如何让物联网应用更丰富,而不仅限于一些简单的功能。‘丰富’代表着更丰富的信息来源,如图像、声音、震动等。如何能在电池驱动下,维持数年对这样’丰富’信息的本地处理(即超低功耗边缘计算)便成为我们定下的研究与发展方向。为应对这样的需求,我们需要更有针对性的架构。RISC-V不仅为我们提供了一个庞大且快速发展的社区,而且还给予了我们对架构进行创新以达到极致能效的机会,无需购买昂贵的架构许可证。在RISC-V之前,这是不可实现的。”

Loic Lietar认为,RISC-V指令集设计的目标,是能够满足从微控制器到超级计算机各种尺寸处理器的需求,不过目前看到的更多的是RISC-V物联网终端处理器。“32位微控制器相对于高性能处理器, 在技术与市场接受度上的难度肯定是不一样的。从32位处理器开始可以看作是一个由简到难的过程,在我们参与的开源项目PULP,也是从最精简的32位处理器开始设计,慢慢有了64位处理器,可以运行Linux。”

RISC-V还有一个优点是可以提供32、64、128位指令集。指令集与内核是不一样的东西,指令集能有更多的可能性,并且RISC-V指令集架构可以针对各种不同的应用,以标准的方式进行扩展。

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5、物联网如何走出“碎片化”?

有专家认为,“缺乏标准”、“应用碎片化”、“缺乏高端芯片核心技术”等一直是物联网发展的障碍,但随着NB-IoT(窄带物联网)标准的出台和商用,华为、中兴以及三大电信运营商、军工企业等将物联网作为主攻方向,大企业在基础领域的投入以及产业链资源整合能力,有望改变物联网的碎片化现状,NB-IoT的提出也将加快结束物联网标准的碎片化。

邬贺铨院士在一次物联网会议上发言指出,物联网市场的大规模商用与产品碎片化并存,驱动碎片化市场向规模化发展需政府买单或向服务化发展。对于如何破解物联网碎片化难题,邬贺铨院士给出了几项建议:

首先,由于各行各业对物联网产品的需求不同,物联网存在标准与应用的碎片化现象,制约了物联网产品规模化效应的发挥。产品没有规模,价格就难以下降,反过来又影响到推广。要破解这些难题,政府买单或买服务的模式会起很大的推动作用。
其次,军民融合是推动物联网产品市场化的有效途径。以传感器为例,传感器品种多、技术跨学科、开发成本高,尤其是高端传感器,企业不愿承担开发风险,我国高端传感器基本上依赖进口。国防应用需要很多种高端传感器,可通过军转民迅速降低产品的价格。
第三,除了高端传感器,工业总线技术、工业互联网的标识标准化、无线传感网的频率协调问题、物联网管理、物联网数据开放利用与隐私保护等,涉及技术、管理与法规等问题,都需要重视短板并进行针对性解决。

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