開放原始碼軟體已無所不在：Linux 是全球 伺服器 與 超級電腦 上的主流 作業系統；Wordpress 則支援全球逾 40% 的網站，以及其他主要專案。開放原始碼硬體自 1990 年代末期 就已存在，但其關注度與採用率仍遠不及軟體領域。

Dominic Rizzo 是新創公司 zeroRISC 的執行長兼創辦人，他希望改變這種情況。今天，非營利的全球安全標準聯盟 GlobalPlatform 推出 Pavona，Rizzo 將擔任其理事會主席。Pavona 的目標是透過模組化、標準化與可信賴的元件，讓開放硬體能應用於各類情境，包括微型 IoT 裝置與大型 資料中心。

Pavona 是一個全新的開放硬體生態系統。它提供硬體模組入門套件、參考設計、一系列軟體工具以加速不同晶片的採用，以及簡化整合的軟體工具。它也建立治理架構，降低新增開放硬體設計與共同開發的門檻。

「我認為這是基礎性的，」Andrew “bunnie” Huang 表示，他是 Baochip 的創辦人，也是 Pavona 的創始成員之一。「我們現在終於擁有足夠的開放核心，可以開始推廣。這個實驗的結果，將決定我們與硬體及 開放原始碼 互動的方式，並影響長遠發展。」

開放硬體與開放軟體的差異

開放硬體未能像軟體一樣蓬勃發展的主要原因幾乎顯而易見：硬體需要製造，而製造需要成本。「當硬體被製造時，它需要原子，」Huang 說，「這涉及物流與付款。」

歸根究柢，製造本身是封閉的。因此開放硬體本質上是分層的：雖然 晶片製造、實體設計套件與 晶圓廠 製程仍屬封閉，但其上的層級，例如 設計驗證、系統架構、指令集架構與 韌體，則可開放原始碼。

Pavona 生態系統並非要讓開放原始碼深入更多層級，而是要將現有開放層級加以模組化、標準化，並促進其在更廣泛應用中的採用與重用。「我們在 Pavona 中投入的大量工作，在於建立基礎架構與架構，將所有元件連接在一起，」Rizzo 說，「讓它更像樂高積木，可用於小型 IoT 裝置，也可用於大型資料中心系統單晶片。」

讓硬體元件更模組化的一環是軟體。Rizzo 與團隊開發了所謂的「架構組合引擎」，作為硬體的外層包裝，讓它能與不同運算核心互動，無論是 ARM 或 RISC-V。如此一來，企業就能將開放硬體整合到現有架構，而無需更動軟體堆疊。

Pavona 以安全晶片 OpenTitan 為起點

Pavona 的開放硬體設計入門套件包含 OpenTitan 元件，這是一顆提供「硬體信任根」的晶片，作為電腦所有安全運作的基礎。它們也包含 OpenTitan 設計的延伸，整合 了能抵禦未來大型量子電腦攻擊的高效 密碼學。

根據 OpenTitan 支持者的說法，安全硬體比其他晶片更能從開放中受益，因為任何人都能檢視與驗證設計，且有活躍社群持續進行壓力測試，硬體將更值得信賴，也因此更安全。這也讓符合各項法規要求的驗證流程更為簡便。

Rizzo 預期三項因素將推動這些開放安全晶片的採用。第一是 AI 熱潮，帶動各類晶片需求大幅成長，不只是 GPU，還有網路卡、監控器等較不為人知的元件。第二是法規推動轉向 後量子安全，美國 與 歐洲 政府均已立法要求在 2030 年底前完成。第三是 歐洲網路韌性法 的新法規要求，對在歐洲市場銷售的產品增加新的安全驗證與報告義務。

「我認為這三件事共同推動人們朝向使用安全、開放原始碼矽晶片的方向發展，」Rizzo 說。

安全硬體可能只是開端。Pavona 的設計目的是讓加入新硬體模組變得盡可能容易。無需成為 Pavona 的付費會員即可貢獻新設計。「我們絕對拒絕設立門檻，」Rizzo 說。

為了提升個人貢獻者與大型企業的信任，Rizzo 與團隊參考軟體界的開放原始碼專案（如 Yocto）建立了治理架構。貢獻會員公司可在 Pavona 理事會中擁有代表權，但由獨立的技術委員會做出高層級技術決策。這種管理與技術監督的分離，旨在提升信任與透明度。「人們會感到沮喪，因為『我做出了貢獻，卻有人在某個走廊做出決定，之後才通知我們』。因此我們採取更共識導向、更討論導向的方式，而這些討論必須公開，」Rizzo 說。

Frank Nagle，Linux 基金會的顧問首席經濟學家與 MIT 研究科學家，表示，符合標準與透明治理是開放原始碼技術被採用的關鍵。「擁有這樣的架構，將有助於讓它有機會成功並達到規模，而不會讓人擔心它被單一公司控制。」

A flow chart containing several colored boxes representing parts of a computer chip Pavona 的架構組合引擎讓硬體能與不同類型的運算核心互動，因此企業可在不改變軟體堆疊的情況下，將開放硬體整合到現有架構中。Dominic Rizzo

開放硬體的未來

Nagle 認為，開放原始碼一個常被低估的好處是，它讓私人企業能共同合作，在核心技術上協作，同時在專門實作上競爭。

「我最喜歡的例子來自一位汽車製造商，」Nagle 說。「你車上的座椅有一個按鈕，可以前後調整座椅位置。沒有人會因為那個小開關比較好，就選擇買這台車而不是那台車。但如果你車上沒有這個按鈕，有人可能就不會買你的車。」

許多技術都屬於與汽車座椅按鈕相同的類別——必要但非產品的差異化因素。安全晶片就是很好的例子：每一件硬體都需要安全功能，但很少有產品以安全晶片為主要功能。這些正是能從開放原始碼中受益的部分，Nagle 解釋。

在這類硬體上進行合作，可讓晶片製造商及其客戶節省成本，使 AI 熱潮在經濟上更具永續性。

或許更重要的是，開放部分硬體開發能降低新進入者的門檻。為了協助達成此目標，Pavona 也提供多份「入門指南」、軟體模擬工具，以及 FPGA 程式碼，任何人都可下載到開發板上，並在 10 分鐘內啟動並執行。

「我希望有更多人參與，」bunnie Huang 說。「尤其是年輕人，尤其是新加入的人。因為我們需要更健全的生態系統、更多新想法，以確保我們有能力維護這些我們所依賴的技術。」