百億核心出貨，RISC-V如何將開放做成必然

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）離RISC-V進(jìn)入大眾的視野其實(shí)并沒有多久，全球的RISC-V核心出貨數(shù)就已經(jīng)突破了百億大關(guān)，整個(gè)RISC-V生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成了當(dāng)下最大的開發(fā)生態(tài)之一，傳統(tǒng)架構(gòu)也開始注意到這個(gè)逐漸崛起的競爭對手。那么這樣一個(gè)從開源開放做起的ISA，是如何做到未來三局鼎立的必然局面的？

過去的有線網(wǎng)絡(luò)存在很多種形式，比如DECnet、IBM Token Ring、AppleTalk、Acorn Econet、ARCNET等等，但如今都統(tǒng)一成了以太網(wǎng)。而RISC-V之所以能夠爆發(fā)，并不單單是因?yàn)樗卸鄡?yōu)秀，而是業(yè)界迫切需要開放標(biāo)準(zhǔn)的ISA商業(yè)模式。RISC-V國際基金會主席Krste Asanovi?教授強(qiáng)調(diào)，一旦你轉(zhuǎn)向高質(zhì)量的開放標(biāo)準(zhǔn)后，就很難回到專有的單一授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)了。

RISC-V的必然性

靠RISC-V能不能打造出最好的處理器？這是每個(gè)不了解RISC-V的人剛接觸它時(shí)都會有的擔(dān)憂?？呻S著越來越多的高端RISC-V處理器流片，7nm、5nm的芯片也都頻頻面世，這一疑慮已經(jīng)被打消了。雖然這些高端芯片的出貨量還不多，在普及率上也不占優(yōu)，但RISC-V固有的ISA優(yōu)勢已經(jīng)變得愈發(fā)明顯，設(shè)計(jì)者能從各個(gè)方面上去優(yōu)化PPA，實(shí)現(xiàn)高性能、高能效和小面積，這個(gè)可能性給了廠商去選擇RISC-V的理由，尤其是中小型芯片設(shè)計(jì)公司。

至于高端處理器的定位，也不是一味地去拼主頻或制造工藝，盡管ISA不同，但它們走的設(shè)計(jì)方向往往一樣，比如超標(biāo)量、亂序、矢量運(yùn)算能力等。而目前擁有這些設(shè)計(jì)特性的RISC-V處理器正在逐漸增加，平頭哥、晶心科技、SiFive、Esperanto、Rivos、Semidynamics、TensorTorrent、Ventana等企業(yè)都位列其中。

所以在RISC-V當(dāng)下的階段中，高端處理器的性能已經(jīng)在慢慢跟上主流水準(zhǔn)，下一個(gè)階段就是趕超以及在各個(gè)需要高性能的應(yīng)用領(lǐng)域中鋪開，無論是復(fù)雜的電機(jī)控制還是科學(xué)計(jì)算，況且我們已經(jīng)在SoC上看到了這一趨勢。

不少SoC設(shè)計(jì)中大家可能最關(guān)心的都是應(yīng)用處理器、圖形處理器這些關(guān)鍵的部分，不可否認(rèn)RISC-V在這些處理器核心上還稱不上是最主流的ISA。但在其他的核心上，越來越多的公司開始考慮起RISC-V，比如AL/ML加速器、音頻DSP、安全處理器、電源管理處理器等等。因?yàn)檫@些核心往往用的是另一套ISA，不僅難以達(dá)到優(yōu)秀的PPA表現(xiàn)，軟件生態(tài)也不完善，于是RISC-V才成了最佳的選擇。

但RISC-V明顯不甘于僅僅作為SoC中的一個(gè)“協(xié)處理器”，應(yīng)用處理器和圖形處理器就是下一個(gè)目標(biāo)，隨著高通、谷歌、阿里巴巴等廠商的深度入局，最大的消費(fèi)電子市場出現(xiàn)RISC-V的身影也將成為必然。

碎片化的硬件生態(tài)沒法真正打通軟件生態(tài)？

對于任何軟件開發(fā)者來說，不同的硬件必然會帶來適配上的麻煩，都不用說不同的ISA，哪怕是不同的核心也會給軟件開發(fā)帶來更多的工作量。也正因如此，即便RISC-V社區(qū)和谷歌都已經(jīng)開始在為適配安卓做出努力，還是不少人認(rèn)為RISC-V很難在這個(gè)市場中有所起色。

這就不得不提到RISC-V ISA本身的特性，RISC-V是一個(gè)高度模組化且可擴(kuò)展的指令集，未來會有更多的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展加入，而各個(gè)設(shè)計(jì)者也可以加入自己的定制化擴(kuò)展。這種特化的設(shè)計(jì)提供了高度靈活的解決方案，卻也讓可能的ISA選擇數(shù)量變得過多了，軟件開發(fā)社區(qū)沒法針對每個(gè)選擇都投入開發(fā)。

而RVA20、RVA22這些Profile規(guī)定了更小的ISA選擇，主打?yàn)槎鄶?shù)用戶提供最多的價(jià)值。每個(gè)Profile都基于標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)ISA，加上部分強(qiáng)制的ISA擴(kuò)展，同時(shí)還會給到小部分的標(biāo)準(zhǔn)ISA選擇，這樣軟件開發(fā)就只需針對特定的Profile進(jìn)行開發(fā)就好，而不用面面俱到。

而RISC-V國際基金會將未來的RVA23定義為下一個(gè)Profile里程碑，并表示RVA23很有可能會成為一個(gè)長壽的ISA Profile，因?yàn)檫@個(gè)節(jié)點(diǎn)上諸多豐富的軟件生態(tài)系統(tǒng)都會在RISC-V上從開發(fā)模式轉(zhuǎn)為生產(chǎn)模式。

小結(jié)

盡管標(biāo)題中提到RISC-V將開放做成了必然，但開放卻并不是RISC-V成功的唯一因素，要不然在RISC-V之前的諸多開源ISA也不會被歷史的洪流吞沒。RISC-V的成功之處在于龐大的成員支持，來自各大公司、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的研究人員與設(shè)計(jì)師們都能為這個(gè)ISA的發(fā)展獻(xiàn)一份力，這份努力也會被社區(qū)接納吸收，這才是其他ISA缺少的優(yōu)勢。