RISC-V是被遺忘的霸主？

在今年的北美RISC-V 峰會上，非官方的座右銘是“drain the swamp”，即RISC-V將成為 x86 和 ARM的替代品，無論設(shè)備或計算環(huán)境如何。

在圣克拉拉舉行的會議上，人們對即將到來的指令集架構(gòu)做出了一些重大承諾。

Meta 和高通表示 RISC-V 架構(gòu)是他們芯片開發(fā)計劃的核心。公司高管還為利用該架構(gòu)制造主要計算芯片敞開了大門。

RISC-V 還很年輕，距離取代 x86 或 ARM 還需要幾年甚至幾十年的時間。但它有很多優(yōu)點。

該架構(gòu)是免費許可的，從而降低了進入門檻和成本。它還具有靈活的設(shè)計，可為現(xiàn)代工作負載帶來更多計算能力。

Meta 和高通的承諾也凸顯了一個令人警醒的現(xiàn)實——公司愿意放棄專有技術(shù)。

“市場已經(jīng)準備好并渴望選擇。他們不想被鎖定在一個專有的路線圖上。他們想要有選擇，而且選擇的自由度已經(jīng)擴大了。”RISC-V International 首席執(zhí)行官卡莉斯塔·雷德蒙德 (Calista Redmond) 在與 HPCwire 的聊天中表示。

RISC-V 可以是準系統(tǒng)調(diào)度程序，也可以是滿載處理器，具體取決于客戶的需求。它可以適應(yīng)圍繞稀疏計算的更新計算模型，其中數(shù)據(jù)更接近處理核心。

以下是這次為期兩天的活動的一些觀察，該活動已進入第六年。

政府關(guān)注，驚心動魄

RISC-V 峰會的與會者對美國政府有興趣馴服開放標準感到興奮和不安。

一方面，RISC-V 走出默默無聞，通過吸引政府的關(guān)注而躋身大聯(lián)盟。但喬·拜登政府干預(yù) RISC-V 標準制定的想法遭到了普遍的反對。

參與和互動已經(jīng)開始，展廳里的氛圍是分享想法和合作改進 RISC-V 架構(gòu)。

RISC-V 正在追隨以太網(wǎng)、USB 和 HTTPS 等全球標準的腳步，這些標準刺激了技術(shù)創(chuàng)新。雷德蒙德表示，RISC-V 開發(fā)的短路可能會帶來災(zāi)難性的后果，并會阻礙選擇和創(chuàng)新。

“與開放架構(gòu)相比，專有模型對于地緣政治問題來說是一個更大的陷阱。我認為你所聽到的一些言論并沒有真正實現(xiàn)這一點，”雷德蒙德說。

房間里的大象

美國政府對RISC-V的窺視并沒有阻止中國公司阿里巴巴參加峰會并展示基于指令集架構(gòu)的產(chǎn)品。

事實上，在美國本土，阿里巴巴做得更好——該公司宣布推出一款使用中國本土芯片制造的 3,072 核 RISC-V 服務(wù)器。該服務(wù)器有48個節(jié)點，采用64位Sophon SG2042芯片，已部署在中國山東大學(xué)。

阿里巴巴聲稱該服務(wù)器是第一個商業(yè)部署的 RISC-V 服務(wù)器。美國云服務(wù)中沒有已知的 RISC-V 服務(wù)器部署。

乍一看，中國在 RISC-V 競賽中遙遙領(lǐng)先于美國。

中國有一個一致的計劃來開發(fā)基于 RISC-V 的***。政府正在資助大學(xué)生和初創(chuàng)公司開發(fā)芯片，而美國卻在如何處理 RISC-V 上摸索著。

主題演講中并未提及對限制美國公司與中國在 RISC-V 領(lǐng)域合作的擔(dān)憂。相反，演講者談?wù)摿?RISC-V 架構(gòu)的無國界性質(zhì)，幾乎所有地區(qū)都平等參與。

RISC-V 出貨量

目前估計市場上約有 100 億個 RISC-V 內(nèi)核。SHD Group 的一項研究表明，到 2030 年，RISC-V 芯片的出貨量將達到約 180 億顆。

在 180 億個芯片中，微控制器位居榜首，總數(shù)超過 65 億個，其次是人工智能加速器，數(shù)量為 40 億個，網(wǎng)絡(luò)芯片為 20 億個，安全芯片為 11 億多一點，通用 CPU 約為 9 億個。

迄今為止，高通已發(fā)貨了超過 10 億臺集成 RISC-V 內(nèi)核的設(shè)備。該公司于 2019 年首次在 Snapdragon 865 芯片中使用 RISC-V 控制器，并將在所有產(chǎn)品線中擴展指令集架構(gòu)。

SHD Group 的研究是由 RISC-V 公司資助的，因此我們對它持保留態(tài)度。但這是唯一量化未來 RISC-V 出貨量的估計，由一位知名研究人員進行研究員 Rich Wawrzyniak進行。

RISC-V 吞噬其他 RISC

RISC-V 是其他 RISC 設(shè)計和一路上被遺忘的架構(gòu)的霸主。

首先，RISC-V 本周使用了 ARC 架構(gòu)，這是一種基于 RISC 的設(shè)計，可以追溯到幾十年前，當時它被引入超級任天堂系統(tǒng)中使用的 SuperFX 芯片中。

Synopsys 是 ARC-V 處理器的幕后推手，該處理器現(xiàn)已過渡到 RISC-V 架構(gòu)，舊版本的 ARC 仍然支持舊架構(gòu)。MIPS 此前在放棄舊架構(gòu)后完全過渡到 RISC-V。

Redmond 表示，其他 RISC 架構(gòu)向 RISC-V 的融合完全取決于數(shù)量的優(yōu)勢。

雷德蒙德說：“你的秘訣在于你的實施以及加速開發(fā)社區(qū)進入的能力，以將他們的工作負載和應(yīng)用程序帶入其中?！?/p>

安全問題

在 RISC-V 設(shè)計中，安全性仍然不是一等公民。公司堅稱他們的 RISC-V 芯片具有安全層、加密擴展等，但這仍然是最低限度。

RISC-V 芯片仍未準備好用于機密計算等應(yīng)用，其中安全飛地保護代碼或應(yīng)用程序，并且只能由授權(quán)實體訪問。

設(shè)計安全的理念正在逐漸滲透到芯片開發(fā)人員中。借助 TDX 擴展，Intel 和 AMD 及其 SEV-SNP 功能可以在 CPU 中內(nèi)置強大的安全性。英特爾的新 APX 功能還減少了分支預(yù)測，從而降低了黑客的攻擊面。

在 RISC-V 峰會上，一些專注于安全的供應(yīng)商也在展廳里。Emproof 總部位于德國，其安全層位于編譯器之后，可以混淆二進制代碼并保護其免受逆向工程的影響。該公司受到了希望保護片上功能的 RISC-V 公司的興趣。

總部位于英國劍橋的 LowRISC 開發(fā)了一種基于 OpenTitan 的信任根，可保護芯片免受固件和其他芯片攻擊。OpenTitan 是 Titan 芯片信任根的開源版本，谷歌用它來保護其設(shè)備。

獲勝者

最大的贏家之一是 Ventana Microsystems，該公司發(fā)布了一款名為 Veyron V2 的 192 核 RISC-V CPU 內(nèi)核。該芯片突破了 RISC-V 處理器的極限，并將 x86 和 ARM 與最新的互連、內(nèi)存技術(shù)和小芯片實現(xiàn)相匹配。

新芯片將比一年前發(fā)布的 Veyron V1 快 40%。它還支持即將推出的UCIe互連，其他主要 x86 和 ARM 芯片制造商也支持該互連。

它支持 RISC-V International 最近批準的最新矢量擴展，這些擴展不在 V1 中。V2 在微架構(gòu)和管道方面有更多增強功能。

Ventana Micro Systems 首席執(zhí)行官 Balaji Bakhta 告訴 HPCwire：“基本上，我們在系統(tǒng) IP 級別上實現(xiàn)了與 ARM 或 x86 的同等水平?！?/p>

Veyron V2 將采用 4 納米工藝制造，該工藝比 V1 的 5 納米工藝有所進步。

Bakhta表示，高性能計算公司對該芯片很感興趣。巴赫塔表示，這些系統(tǒng)將于明年交付給客戶。

編輯：黃飛