開放二進(jìn)制翻譯聯(lián)盟，推動(dòng)RISC-V實(shí)現(xiàn)跨架構(gòu)應(yīng)用運(yùn)行

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）在今年的RISC-V中國峰會(huì)上，RISC-V國際基金會(huì)的技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)副主席Philipp Tomsich發(fā)表了《通過二進(jìn)制翻譯統(tǒng)一RISC-V》的演講。在演講中，他也宣布了開放二進(jìn)制翻譯聯(lián)盟的成立，力求打通RISC-V和諸多指令集架構(gòu)之間的開放訪問。

二進(jìn)制翻譯的重要性

對(duì)于任何一個(gè)新興指令集架構(gòu)來說，二進(jìn)制翻譯都決定了短期內(nèi)可以兼容的軟件生態(tài)，在現(xiàn)代計(jì)算中，二進(jìn)制翻譯也就成了軟件開發(fā)和創(chuàng)新在不同標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)之間的橋梁。

以蘋果為例，在M系列的Arm芯片推出之際，蘋果在macOS上的絕大多數(shù)軟件生態(tài)仍然是基于Intel x86的，且由于公布突然，只有少部分深度合作的軟件開發(fā)商得以在首發(fā)之際推出了基于原生Arm架構(gòu)開發(fā)的產(chǎn)品。

所以蘋果推出了Rosetta 2這一二進(jìn)制編譯器軟件，在安裝Intel版本的軟件時(shí)轉(zhuǎn)譯為Arm程序，在M系列芯片的高效能下，經(jīng)過Rosetta 2編譯的程序也能流暢運(yùn)行。正是因?yàn)橛辛硕M(jìn)制翻譯的緩沖，越來越多的廠商開始推出基于原生Arm macOS系統(tǒng)的應(yīng)用程序，就連Mathworks都在近期推出了原生M系列芯片的Matlab和Simulink。

然而，二進(jìn)制翻譯到底是跨架構(gòu)的，所以在翻譯過程中難免會(huì)產(chǎn)生性能損失。以龍芯的LoongArch架構(gòu)為例，在多年的研究下，才實(shí)現(xiàn)對(duì)x86/MIPS/Arm架構(gòu)的高效二進(jìn)制翻譯。但對(duì)于RISC-V這個(gè)開放架構(gòu)而言，如果對(duì)于二進(jìn)制翻譯采用“供應(yīng)商鎖定”或“暫時(shí)性”的路線，在與傳統(tǒng)強(qiáng)勢架構(gòu)競爭時(shí)，無疑會(huì)帶來劣勢，所以我們需要一個(gè)更加開放的二進(jìn)制翻譯解決方案。

開放二進(jìn)制翻譯聯(lián)盟的意義

從開放二進(jìn)制翻譯聯(lián)盟的官網(wǎng)來看，這是一個(gè)主打開源開發(fā)和維護(hù)多種指令集架構(gòu)的高性能二進(jìn)制框架的非營利組織，主要靠其成員來提供方向和資金支持。作為一項(xiàng)重要的ISA賦能技術(shù)，該聯(lián)盟指出必須有全球用戶社區(qū)來支持和維護(hù)，從而避免碎片化并促進(jìn)開放合作。

該聯(lián)盟的主要目標(biāo)分為教育、開發(fā)和賦能。二進(jìn)制翻譯作為一項(xiàng)成熟技術(shù)，卻依然是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域，哪怕是耕耘了多年的Arm架構(gòu)也不例外。所以開放二進(jìn)制翻譯聯(lián)盟計(jì)劃與研究社區(qū)一同推進(jìn)該技術(shù)，同時(shí)與學(xué)術(shù)組織合作教育下一代的研究員與工程師。

第二就是最重要的開發(fā)了，聯(lián)盟將開發(fā)和維護(hù)一些關(guān)鍵組件，用于將生產(chǎn)級(jí)的二進(jìn)制翻譯集成到各種產(chǎn)品中去，這些組件包括：一個(gè)跨多ISA的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯架構(gòu)，更快的指令解碼器，最后是測試組件，用于評(píng)估二進(jìn)制翻譯產(chǎn)品的完成度、準(zhǔn)確度和性能。

最后是賦能，在通過軟件解決了二進(jìn)制兼容性和移植挑戰(zhàn)后，聯(lián)盟會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)下游生態(tài)的開發(fā)，包括服務(wù)供應(yīng)商和集成商，從而真正實(shí)現(xiàn)在設(shè)備上的商業(yè)化落地。根據(jù)Philipp Tomsich提供的計(jì)劃開發(fā)路線圖來看，該聯(lián)盟擬在2023年末達(dá)成促進(jìn)開發(fā)所必要的資助協(xié)議，在2024年末推出首個(gè)開發(fā)者預(yù)覽版本，并力求在2025年實(shí)現(xiàn)首個(gè)客戶產(chǎn)品交互，比如首個(gè)RISC-V安卓手機(jī)。

對(duì)于RISC-V意味著什么

盡管RISC-V已經(jīng)在半導(dǎo)體市場的聲勢愈發(fā)浩大，但依舊缺乏成熟的應(yīng)用軟件生態(tài)，這也是其在高端消費(fèi)電子市場依舊缺乏主流產(chǎn)品的原因。哪怕有了RISC-V筆記本、平板乃至未來可能會(huì)出現(xiàn)的RISC-V手機(jī)，RISC-V也需要進(jìn)一步加強(qiáng)在二進(jìn)制翻譯上的合作開放研究，同時(shí)利用其不斷擴(kuò)大的影響力促進(jìn)原生RISC-V應(yīng)用的開發(fā)。同時(shí)除了客戶端計(jì)算產(chǎn)品外，RISC-V在工業(yè)及服務(wù)器領(lǐng)域的應(yīng)用也可以通過二進(jìn)制翻譯得到更廣泛的應(yīng)用。