开源的Power会给芯片产业带来什么？

来源：本文由半导体行业观察摘自thenextplatform，谢谢！

如果您想围绕最近开放源代码的芯片体系结构构建成功的硬件生态系统（如去年8月发布Power芯片指令集于），那么聘请在开源软件生态系统具有丰富经验的人帮助该项目可能很有意义。在任命James Kulina为执行董事之后，OpenPower基金会刚刚完成了这项工作。

OpenPower联盟早在2013年8月由IBM、谷歌、Mellanox Technologies公司（现在已经被英伟达收购）和Tyan（主板和服务器制造商）发起。这项工作由当时的Big Blue系统部门首席技术官Brad McCredie领导，他负责管了几代Power服务器芯片的开发，并且从去年7月开始，他去了AMD负责GPU平台。

一年后，当该财团改组为更正式的OpenPower基金会时，时任Google服务器和存储系统设计高级总监的Gordon MacKean 被任命为该基金会的第一任主席。他担任了几年的工作。2017年11月，负责OzLabs团队的Hugh Blevins 被任命为执行董事，该团队在十多年前将Linux内核移植到IBM的Power4芯片，并在Rackspace Hosting期间与“ Barreleye” Power9服务器进行外围合作，负责OpenPower Foundation的开发，并帮助该组织处于Linux Foundation的保护之下，并帮助建立Power指令集体系结构或ISA。

从今天起，Kulina将担任OpenPower Foundation的新执行董事，他的任命遵循了这样一种趋势，即从以系统为中心的观点看，高层人员转移到人们更加熟悉开源软件运动和趋势的趋势。如何建立生态系统。我们就OpenPower的工作以及Kulina必须制定的计划进行了交谈。在我们看来，Kulina必须塑造基金会的工作，并使Power的实施范围比目前更为广泛。

Timothy Prickett Morgan（TPM）：在深入了解Power生态系统之前，请先介绍一些有关您自己的信息。

James Kulina：我进入开源生态系统已经有一段时间了。我与他人共同创立的上一个创业公司称为Hyper.SH，我们创建了现在称为Kata Containers的产品，这是我们与英特尔携手在OpenStack中创建的顶级项目。Kata Containers重新调整了KVM虚拟机管理程序以应对容器的工作负载，因此他们可以将硬件强制虚拟化用于容器，并将其用作隔离边界。我们这样做了很多年，并推广了基于管理程序的容器的概念。因此，您看到Microsoft推出了Hyper-V容器，并且您看到了Amazon Web Services随Firecracker一起推出。它还有很多其他功能。而在去年，我们将初创公司出售给了阿里巴巴旗下的蚂蚁金服，

在此之前，我曾在Red Hat的OpenStack部门内从事产品管理，主要是在OpenStack周围的DevOps工具和启用方面，以使其更易于使用，使用和部署。我通过另一个初创公司eNovance的收购从而进入了红帽。在那里，我担任产品负责人，并为政府和电信公司围绕大型OpenStack部署提供专业服务。在此之前，我实际上是在AT＆T，在自己的Foundry服务中工作，Foundry是一种孵化器部门，采用新技术并弄清楚如何在AT＆T部门和业务部门中部署这些技术。在完成这项工作后，我帮助AT＆T建立了第一个OpenStack私有云，并弄清了如何将其用于电信工作负载。

因此，我在开放源代码软件方面拥有丰富的经验，并且我显然是开放源代码的拥护者，并且我相信生态系统及其共享的协作和创新。在此之前的所有职业生涯初期，我实际上是在一家电信领域的小公司Patton Electronics进行系统级硬件设计。多年以来，我看到了开源软件生态系统中发生的一切，然后看到了围绕硬件的这些新计划，例如RISC-V等，并且我一直关注着OpenPower。我认为这是出色的架构。

TPM：这的确是一个出色的体系结构。

James Kulina：去年IBM开源Power ISA时，我个人认为他们应该在五到十年前就完成了。

TPM：我同意十年前会很好。。。。

James Kulina：不过他们现在终于做到了，我认为是在开源硬件生态系统中开展这项基础工作的最佳时机，并且可以借鉴开源软件的经验，并在此基础上进行硬件开发。而且我认为我们在生态系统中拥有大量资产，现在仅是调整它，简化它，弄清楚如何最好地为社区服务，使其成长并使人们能够使用它并开始构建筹码和建筑系统。因此，这不仅在IBM的肩膀上。

TPM：然后 让我们看一分钟。OpenPower启动后不久，中国苏州PowerCore表示它正在对Power8芯片进行自己的修改，我认为将它移植到中国的半导体制造国际公司（SMIC）中生产。据我所知，苏州PowerCore公司已经获得了IBM的许可，生产了其他PowerPC处理器，但该项目已经完成，但此后我们再也没有任何消息。除了IBM，我不知道是否有人在做Power8或Power9设计。那么，授权核心功率芯片技术并创建其变体的公司的状况如何？那有多重要？

James Kulina：这很重要。在采用该技术方面，有许多公司正在进行中。目前，人们对制造国产芯片非常感兴趣。因此，中国是一个很大的市场。有许多公司正在考虑采用Power并看到它们可以做什么。我没有确切的阶段说明，但是可以肯定的是很多人对Power有兴趣，尤其是考虑到RISC-V。我认为RISC-V的流行已使人们开始考虑开放源代码硬件和处理器设计。但RISC-V还处于发展初期，而Power则恰恰相反。这是一个非常稳定，功能强大的平台，而且现在它是完全开源的，并且是免版权使用费的，您可以将这些专利归于自己，而不必担心。

TPM：RISC-V尚未进行过不错的服务器芯片设计，但我仍然充满希望。那些自研Power芯片专注于哪种用例？他们是在尝试做服务器处理器，还是嵌入式的东西？我们外面的那些人根本没有任何可见性。据我所知，没有人感兴趣。是电信公司还是超大规模生产商或某种服务提供商，还是系统构建商？在最大的企业中，从事这项业务的秘密很多，他们可以做（有时实际上做）有趣的事情。

James Kulina：有很多。当他们在内部采用技术时，就会有大量的命令。

TPM：那总是令人讨厌。但不管怎么说。您和我都知道，Power架构曾经在Arm占领市场之前就拥有嵌入式市场，而X86也被推向了这个市场。Power是Motorola 68K的继承人，事实上，Motorola 68K在PowerPC联合体成立时确实占有嵌入式市场，其时Arm尚未开始在平板电脑和智能手机中崛起，然后它们进入嵌入式设备。我的意思是，Power曾经在很多地方可以追溯到。

James Kulina：我认为OpenPower芯片工作的主要重点是机器学习和AI工作负载，尤其是基于云的工作负载。当然，这并不限制它们进入嵌入式市场。也的确有一些公司正在考虑将Power带入那个领域。但是IBM不会这样做，并且已经脱离了该业务。因此，大多数活动都是他们需要额外的计算以及针对他们的应用程序需求进行自定义的额外灵活性。似乎是在AI和ML空间中，通过进行自定义可以真正发挥作用。

TPM：那数据库呢？我对建立“ Zaius” Power9服务器并进行部署的Google表示，这是一个特别好的数据库引擎以及一个特别好的搜索引擎。他们有点暗示，而不必承诺要讲任何具体的内容。但这是Power芯片有用的另一个明显地方，因为它们具有更高的内存带宽和I / O带宽。

James Kulina：很明显。但是我真的没有任何信息。

TPM：可以理解，毕竟这是您上班的第一天。

这是一个想扔在那里的想法。如果我对OpenPower十分认真，而我又是蓝色巨人，那我可以说Power10是IBM单独设计的最后一个芯片。扔掉它，并在定义和设计Power11时寻求社区的支持。这就意味着这不仅是IBM的芯片，也是他们的芯片。让人们参与其中。他们也许可以创建具有不同I / O和内存平衡的四核版本。

James Kulina：所以我认为您要获得的是如何建立生态系统。

TPM：好吧，您可以开始使用它。或者，您可以等待它自己构建。但这不是您可以等待的地方。您必须继续前进。

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进入2020年的华为再次受到了打压，在2019年遭受100亿美元的损失之后，现在的芯片面临断供危机。因为目前的华为是台积电的第二大客户，旗舰手机芯片主要也都是由台积电代工，如果台积电不能够正常供货，那么就会极大的影响到海思芯片正常生产，尤其是对华为旗

James Kulina：因此，我很想在OpenPower Foundation中看到的一件事就是参考核心。IBM可能必须从种子市场中获得种子，这样人们才能拥有一个不仅仅是白板和标记的起点。这是我们将与IBM讨论的内容。并希望他们能够接受并实际上在该市场中占有一席之地，因为考虑到他们对此有利益。IBM绝对希望此时有多家公司可以在Power上建立基础。

Arm有一份有趣的白皮书，说明Arm生态系统在设计新SoC方面的价值是什么。最终，它使设计中复杂度芯片的成本降低了50％。

TPM：Arm终于与Neoverse一起实现了服务器功能，他们实际上是在尝试帮助人们设计更好的服务器芯片，而不是试图出售组件设计并希望他们购买其中的大部分并自己制造。这是完全不同的事情。

我认为，Ampere Computing 公司将大部分的Applied Micro IP扔在了地板上，并采用了Neoverse并对其宣布的Altra芯片进行了少许修改，这并不是巧合。这样一来，它将使芯片进入领域的速度大大加快，并且最终也会获得更好的芯片。使用OpenPower做同样的事情很有意义。那是您的工作，IBM必须使您能够做到这一点。

James Kulina：重点是使OpenPower成为最容易构建的平台之一。我们如何共同创造，以及我们如何帮助和使人们能够更快地实际创建新芯片并根据您的需求进行定制。我们如何创建工具来实现这一目标？而且，我们将拉扯并平息那些可以真正参与并实际帮助该计划的公司。IBM显然是其中之一，在帮助方面也可能是主要的。

TPM：要使这个OpenPower生态系统更好，您还需要开源什么？

James Kulina：参考核心是一个必需的基础组件，并且可能基于该参考核心进行参考设计。您需要访问真正高级的EDA工具——希望是开源软件。

您需要创建从概念到芯片的流水线，知道您将遇到的障碍。作为基础，我们需要开始思考向前三到四个步骤，并开始消除这些障碍。因此，老实说，我认为2020年将是基金会重建的一年。由于我们隶属于Linux Foundation，因此我们现在可以访问最大，最好的开源项目，以及他们在如何建立持久的生态系统和快速发展的生态系统方面所学到的知识。

TPM：制造芯片的所有其他零件的目标是什么？参考核心很多，但是如果您查看Power8或Power9芯片，它们具有非常先进的SerDes和NUMA互连以及各种I / O和内存控制器。

当您使用Arm时，可以使用Cadence的PHY和内存控制器。我可以想象有人也可以从Cadence获得一个内存控制器，并将其放在Power内核旁边，而没有看起来像Power9或Power10的东西，但仍然很有趣。或者，您可以从IBM获得这些组件的许可。设计人员将从何处获得以太网控制器？没有人会从头开始设计这些东西。这不是体现价值的地方，而是在于如何将它们组合在一起，交叉开关以及您所基于的所有东西。

James Kulina：您真正了解的是向小芯片发展的趋势。

TPM：嗯，也有。

James Kulina：我并不是说它实际上必须打包为小芯片。但是这个想法和我来自容器空间的想法是一样的，它是将系统分解成多个组件的模型。您可以降低复杂性，将问题分解为更小的问题，更容易独立解决。然后，您将那些东西变成商品，现在，这一切都与您如何进行接口有关，对吗？我的意思是，随着摩尔定律的放缓以及构建芯片和验证芯片以及所有其他所有事物的成本不断上升，我认为您将在如何使IP的使用或调整变得更容易方面付出更多的努力。用发明的方法。您不必将所有东西都拉到7纳米。您可以将其扩展到7纳米，因为您需要性能，而在另一个组件中，它将达到28纳米。这是在65纳米。对。而且您知道了，然后您就可以标准化I / O和接口，以及所有组件之间的连接。

我认为您会看到那些不具备从头开始构建真正高级芯片所必需的知识的人，仍然能够进入并依靠人们在构建这种新的开源IP之前所做的工作。而且，您知道，我的愿景和目标围绕着为此创建一个市场。

如果它像是带有容器的Docker集线器，那不是很棒吗？您去那里得到清单：我需要这个，我需要那个。这都是标准接口。而且，您在如何将这些东西放在一起以及这些东西将如何花费以及周围所有复杂性方面具有更高的透明度。

TPM：如果您仍然要为芯片支付更多的钱（这是目前的价格），晶体管成本将上涨，那么就再也不能摆脱它了，那么您不妨精确地获取芯片您需要而不获得不需要的任何东西。然后，我不知道大规模定制芯片的价格差异是多少，但是在某个时候，选择地球上成千上万的公司将具有很大的意义。而且，如果其中有足够多的公司具有相似的要求，那么它们可能就是数以百万计的公司，它们共享许多或数十种或数百种不同的设计。SKU堆栈可能会发疯，但这会很有趣。

James Kulina：这就是从一开始就拥有验证和认证路径至关重要的地方。您需要确保不破坏ISA，并且已将ISA标准化，并且无论进行了哪些更改都可以使用。如果您做错了什么，那么它将不被支持。与软件一起进行的验证和认证也应针对硬件进行。您想降低新平台和整个过程的风险。

TPM：这里的最后一个问题。这将如何发生？我们会最终看到一两个备用Power芯片吗？我们是否会因为军队，政府和超大规模使用者使用它们而从未见过它们，还是会公开出现十种变化并公开看到它们？我们如何在这里衡量成功？如果IBM是唯一一家生产Power芯片的公司，那么OpenPower不会被认为是成功的。

James Kulina：显然，关键的性能指标指标之一将是多家芯片供应商。显然，目标是让IBM以外的其他公司在Power架构上构建高级芯片。我认为OpenPower Foundation在其中的作用是降低风险，因为Power架构是一种出色，稳定的架构，因此他们可以抓住这个机会。然后希望他们将与社区分享一些学习的知识和一些IP，以使其他人可以继续他们的工作。如果五年后仍然只有IBM生产Power芯片，那么我们还没有完成工作。

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