David Patterson 撰文：關(guān)于RISC-V的五個謬誤

來源：內(nèi)容由半導體芯聞（ID:MooreNEWS）編譯自eetimes。

近日，圖靈獎得主David Patterson 在eetimes投稿了一篇標題為《Examining the Top Five Fallacies About RISC-V》的文章。在這里，我們特意翻譯，以饗讀者。

以下為文章正文：在十多年的時間里，RISC-V 可以說至少已成為未來計算應(yīng)用程序中第三重要的指令集架構(gòu) (ISA)。在接下來的幾年里，為新項目選擇專有 ISA 而不是開放式 RISC-V 可能會像選擇以太網(wǎng)或 USB 的封閉替代方案一樣令人驚訝。我和我在加州大學伯克利分校的同事預(yù)測，到本世紀末，未來產(chǎn)品開發(fā)的主導 ISA 將是開放的 RISC-V 架構(gòu)。世界各地的公司已經(jīng)在使用 RISC-V 進行設(shè)計，而且勢頭正在迅速增強，因此現(xiàn)在是業(yè)界仔細研究 RISC-V 并檢查一些關(guān)于它的謬誤的好時機。

謬誤一：RISC-V 是開源處理器，就像 Linux 是開源操作系統(tǒng)一樣。Linux 有一個單主開源代碼庫，你可以下載，而 RISC-V 是一個開放的硬件/軟件接口規(guī)范，有許多不同的實現(xiàn)。比 Linux 更好的類比是以太網(wǎng)，因為以太網(wǎng)和 RISC-V 都是免費和開放的規(guī)范。在以太網(wǎng)標準出現(xiàn)之前，公司擁有自己專有的局域網(wǎng)。1980 年，Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 聯(lián)手創(chuàng)建了基于以太網(wǎng)的本地網(wǎng)絡(luò)標準。他們還創(chuàng)建了一個組織——IEEE 802.3 工作組——該工作組在過去四十年中推動了以太網(wǎng)標準的發(fā)展。以太網(wǎng)在成本和性能方面取得了快速進步，因為許多公司可以構(gòu)建在以太網(wǎng)標準之上運行相同軟件堆棧的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。流行的通用串行總線 (USB) 也遵循以太網(wǎng)游戲計劃，為外圍設(shè)備互連提供免費和開放的標準，許多公司和組織都接受該標準以對其進行改進。與以太網(wǎng)和 USB 一樣，RISC-V 是一種開放標準（也由基金會運行），允許許多組織設(shè)計硬件，從而促進競爭以提高其性價比并開發(fā)提供 RISC-V 產(chǎn)品的豐富的共享軟件生態(tài)系統(tǒng)在許多市場。與以太網(wǎng)和 USB 一樣，您可以購買 RISC-V 硬件、自行構(gòu)建、許可設(shè)計或下載開源設(shè)計。

謬誤二：選擇成熟的封閉式 ISA 比選擇開放式 RISC-V 更安全。
有一個事我們很容易忘記，那就是封閉的 ISA 與擁有它的公司的成功息息相關(guān)，如果公司步履蹣跚，它就會消失。例如，曾經(jīng)流行的 DEC VAX、DEC Alpha 和 Sun SPARC ISA 已經(jīng)絕跡。另一個很難讓人記住的事情是——封閉式 ISA 是一種知識產(chǎn)權(quán)，可以出售給目標與其前身不同的公司。例如，MIPS ISA 擁有超過六家所有者，到目前為止，Arm ISA 擁有三個東家：Acorn、ARM Holdings plc 和 Softbank。相比之下，RISC-V 是由數(shù)百家公司共同參與的中立開放標準組織 RISC-V International 推動的。他們的集體利益通過這個非營利基金會決定了 RISC-V 的發(fā)展。與以太網(wǎng)和 USB 一樣，RISC-V 不與任何一家公司的命運掛鉤，因此對于公司軟件生態(tài)系統(tǒng)的長期發(fā)展來說，這是一種更為謹慎的選擇。

謬誤三：封閉的 ISA 沒有分散的軟件生態(tài)系統(tǒng)。較舊的封閉式 ISA 在其較長的生命周期中遭受了無法預(yù)料的不兼容性。例子包括：盡管試圖共享 x86-64 ISA，但 AMD 和 Intel 需要不同的虛擬機。英特爾 AVX-512 非常分散（例如，ML 浮點格式 BF16 來來去去）。ARMv1 到 ARMv7 使用 32 位地址空間，但與提供 32 位和 64 位地址版本的 ARMv8-A 和后續(xù)版本不兼容。ARMv8-M 為舊的 32 位 ISA 添加了新功能，但與 ARMv8-A 不兼容。沒有比當今邊緣設(shè)備的片上系統(tǒng) (SoC) 更分散的軟件環(huán)境了。它們包括許多不兼容的 ISA 和軟件堆棧，適用于多種類型和品牌的處理器（應(yīng)用 CPU、嵌入式 CPU、DSP、ML 加速器和 ISP）。一個原因是因為這些處理器使用不能用于第三方 IP 的封閉式 ISA，因此每個處理器塊都有自己的 ISA。

謬誤四：相比封閉式 ISA， RISC-V 的模塊化導致的軟件生態(tài)系統(tǒng)更加分散。自從我和我的同事開始提倡 RISC-V以來，這個謬論就一直存在，所以它并沒有被忽視。一些細分市場需要穩(wěn)定的 ISA 甚至二進制兼容性，RISC-V 通過配置文件解決了這些問題。他們從標準擴展中指定了一組 ISA 選擇，為市場上的大多數(shù)用戶獲取最大價值，使軟件社區(qū)能夠?qū)①Y源集中在構(gòu)建合適的軟件生態(tài)系統(tǒng)上。同樣，硬件供應(yīng)商圍繞標準配置文件構(gòu)建他們的產(chǎn)品，以確保他們的設(shè)計將獲得主流軟件支持。例如，RISC-V 為 64 位地址的 UNIX 系統(tǒng)提供它們。配置文件是構(gòu)建便攜式應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。除了配置文件之外，RISC-V ISA 還提供了令人興奮的可能性，即具有自定義增強功能的通用基礎(chǔ) ISA 和跨 SoC 的許多處理器的共享軟件堆棧。RISC-V 可能會顯著減少當今 SoC 軟件生態(tài)系統(tǒng)的碎片化。

謬誤五：鑒于以上幾點，RISC-V 不可能成為主導 ISA。只要同時存在 32 位和 64 位地址版本，就可以在從嵌入式系統(tǒng)到超級計算機的任何地方使用單一基礎(chǔ) ISA，這在技術(shù)上沒有分歧；主要爭論是商業(yè)爭論，即它應(yīng)該是封閉式 ISA 還是開放式 ISA。如果我們真的實現(xiàn)了計算的通用語言，那么不言而喻的是，將整個信息技術(shù)行業(yè)的命運與一家公司的命運聯(lián)系在一起就太危險了。如果我們可以依賴一個免費和開放的標準，就像我們對網(wǎng)絡(luò)和外圍互連所做的那樣，那將會更加安全。