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RISC-V與ARM必有一戰(zhàn),。

編譯 | 渣渣輝

出品 | 科創(chuàng)實驗室

20世界80年代前后是一個令所有IT迷都為之癡迷的黃金時代,，1978年,，英特爾在摩爾定律的指引下，發(fā)布了基于X86架構設計的16位微處理器“8086”,，宣告了個人計算機新紀元的來臨,。

RISC-V基金會首席執(zhí)行官卡利斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）是上世紀80年代芯片競爭的狂熱時代迷，在接受媒體采訪時掩不住內心的激動,，表示：'80年代是計算機芯片架構百花齊放的年代,，除英特爾的 x86 處理器外，還包括 IBM 的 POWER 架構,、NEC 和東芝等公司制造的基于 MIPS 的處理器,、摩托羅拉的PowerPC系列和惠普的PA-RISC系列，不過隨著Linux開始產生技術突破,，目前僅留下兩個主要的處理器陣營,，一是英特爾的x86，二是正欲出售給Nvidia的ARM處理器,?！?/span>

但雷德蒙德正見證自80年代以來計算和硬件軌跡的最大機會——RISC-V指令集,。“如果說X86是計算機帶入了千家萬戶,，ARM帶來了移動互聯(lián)網的話,，那么RISC-V則會打開萬物互聯(lián)的物聯(lián)網時代，這是改變自 80 年代以來歷史所見到的計算和硬件軌跡的最大機會,，正引領第三次計算革命,，'雷德蒙德說道。

什么是RISC-V

RISC-V架構并不是第一個做到免費或開放的處理器架構,，在2010年由大衛(wèi)·帕特森教授和克爾斯特·阿薩諾維奇教授推出之前,，市面上已有OpenCores組織提供的基于GPL協(xié)議的開放源代碼RISC處理器架構、經典RISC微處理器架構之一的SPARC架構,，但目前具備”芯片界的Linux”的有且僅有RISC-V,。

其實RISC-V的誕生十分具有偶然性，2010伯克利的研究團隊在為新項目選擇指令集的時候,，發(fā)現(xiàn)當前的許多指令集都存在知識產權限制,，X86（復雜指令集）被英特爾封閉使用、ARM則收取高（需要授權費）,，索性就從零開始設計一套全新的指令集（精簡指令集）,。

3個月后，研究團隊（4人）便完成了RISC-V的開發(fā)工作,，鑒于ARM與Linux的前車之鑒,，團隊決定以BSD（Berkeley Software Distribution）開源協(xié)議將其開放。BSD開源協(xié)議自由度非常大,，使用者幾乎不受任何限制,，一套指令可以供所有芯片制造商使用，并且由任何芯片制造商擁有,，誰都可以自由修改開發(fā)硬件的核心,。

2015年，加州大學伯克利分校成立非盈利組織RISC-V基金會,，用以打造RISC-V生態(tài)系統(tǒng),。隨著RISC-V在技術與生態(tài)上的突破，越來越多企業(yè)成為RISC-V基金會的會員,，其中包括谷歌,、高通、IBM,、英偉達,、華為、特斯拉、三星,、阿里巴巴,、聯(lián)發(fā)科等半導體設計公司、系統(tǒng)集成商,、設備制造商,、科研機構。雷德蒙德說：'我們有很多簽約的人,，從學生到企業(yè)家,，從創(chuàng)業(yè)者到跨國公司，在過去一年中,，完美的會員翻了一番,，達到2 000多個。'這就是我們在社區(qū)中繼續(xù)培養(yǎng)的牽引力,。

朋友圈的擴大也會反哺RISC-V生態(tài)的壯大,。中科院院士倪光南先生就表示：“RISC-V很可能發(fā)展成世界主流CPU之一，從而在CPU領域形成Intel,、Arm和RISC-V三分天下的格局,。”目前,，越來越多企業(yè)開始推出RISC-V芯片,，據悉知識產權初創(chuàng)公司SiFive已在英特爾新的代工業(yè)務中制造基于RISC-V的芯片，國內華米的黃山一號,、阿里巴巴的玄鐵910也都基于RISC-V。此外,，在傳出英偉達收購ARM之后,，一些芯片高管也表示：“英偉達收購ARM的交易可能會促使公司考慮RISC-V。'

對于RISC-V來說,，這是一件偉大的事情,。雷德蒙德說：“有很多處理器在爭奪成為計算的核心和靈魂，如今他們的選擇又變得多樣性了,?！?/span>

RISC-V磨刀霍霍向ARM

自RISC-V成立基金會變得與Linux愈發(fā)相似后，無論是創(chuàng)業(yè)公司,、科研人員都認為RISC-V與ARM必有一戰(zhàn),，不過誰都沒想到交替發(fā)生竟是因為一場收購案。

“英偉達對ARM的所有權可能會把客戶帶到RISC-V,?！崩椎旅傻吕^續(xù)說道。不過仍需注意的是,，無論是早期的個人電腦還是之后的手機,，他們都采用了專有的方法（PC采用X86架構,、手機采用ARM架構），對于剛剛起步的RISC-V來說,，開放性努力并不是成功的所有正確要素,，聯(lián)盟生態(tài)也是重要因素。

雷德蒙德說：'隨著我們從這里向前邁進,，這是計算機史上一個巨大的轉變和變化,，我們看到了巨大的、巨額的投資,?！?/span>

近三年前，在IBM工作了近十三年的Redmond來到了RISC-V 基金會,，正以豐富的硬件經驗和在各方之間架橋方面的經驗來管理OpenPOWER 基金會,。她為大藍的Z系列大型機業(yè)務經營'生態(tài)系統(tǒng)'，并成為OpenPOWER 基金會的主席,，該基金會成立于 2013 年,，旨在開發(fā) POWER 芯片的生態(tài)系統(tǒng)。Redmond 還在開放大型機項目的董事會工作了兩年多,，該項目成立于 2015 年,，旨在將 Linux 引入大型機。

換句話說,，她在如何形成聯(lián)盟以及如何培育聯(lián)盟方面經驗豐富,。

雷德蒙德說：'我經營著一艘大船，其中一部分是會員,，其中一部分是新增的會員,。'我們有很多簽約者，從學生到企業(yè)家,，從創(chuàng)業(yè)公司一直到跨國公司,。會員人數在過去一年中翻了一番，達到2000多個成員,。'這就是我們在社區(qū)中繼續(xù)培養(yǎng)的牽引力,。

雷德蒙德對改變計算的熱情得到了RISC-V的首席技術官馬克·希梅爾斯坦的認同。希梅爾斯坦在接受媒體采訪時說：'我們正處于一個轉折點,，由于物聯(lián)網和 SoC 等集成設計的復興,，今年將有數億個產品采用?！?/span>

希梅爾斯坦說：'雖然一些產品中可能只用一個通用芯片,，但他們也可能還會用到10個用于特殊目的RISC-V芯片，從不斷擴大的生態(tài)系統(tǒng)中獲取知識產權，使得RISC-V芯片不僅僅是一種無許可證的靈活性,。為所有RISC-V用戶提供一套創(chuàng)新,、不重復的常見功能是我們所得青睞的秘訣。”

希梅爾斯坦說：'我們正在跟蹤和研究社區(qū)認為重要的問題,，例如與開源相關的軟件工作,，為此我們將工作組擴大到了15個?！?/span>

而Redmond 表示：“這包括一組擴展的軟件貢獻,，超出 RISC-V 指令集規(guī)范本身。這也是成功的一個標志,，因為我們超越基礎硬件元素和工具,，將設計資源擴展到軟件和生態(tài)系統(tǒng)的其他方面，包括跨行業(yè)的操作系統(tǒng),、特定應用和工作負載',。

開源的興起正在幫助該軟件生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

她指出：'我們已經擁有了精通在多個架構上運行概念的操作系統(tǒng),，包括基于Linux的Ubuntu（烏班圖）,。

進擊的RISC-V

英特爾對代工廠的傾斜為新興 RISC-V 技術打開了大門。

Redmond 不僅將不斷增加的開發(fā)量作為進步,，而且還將零件的日益復雜化視為進步,。“這是核心的尺寸,，”她觀察到,。“RISC-V 始于學術界,，但隨后迅速轉向嵌入式和其他小型,、簡單、低功耗設計,?！?/span>

“現(xiàn)在有趣的事件是,，我們看到 RISC-V 在所有類型的計算中激增,，不僅限于低功耗這個小角落，實際上目前正在向復雜系統(tǒng),、高性能芯片等方面橫向擴展其多樣性,，從嵌入式到企業(yè)的一切，包括即使是專有架構也難以超越的工作負載,?！?/span>

“我們（RISC-V基金會）本身沒有任何商業(yè)野心，我們的職責是建立一個保護和培育物聯(lián)網時代指令集的生態(tài)，它（RISC-V）的應用從邊緣設備到超級計算機已無處不在,，”希梅爾斯坦補充道,。

“一個有趣的現(xiàn)象是，在某些情況下,，同一芯片上既有RISC-V也有其他架構,，有很多人是多教派的?！?/span>

這也造成一個問題——使用情況不透明,。前面提到RISC-V 基金會采用的是BSD開源協(xié)議，自由度非常大,，雖然也需要像 ARM 和其他商業(yè)技術提供商讓他們的被許可人簽署文件,，并且也有要求供應商自愿披露使用情況，但并不強制要求披露,，因此無論 RISC-V 證明多么成功,，外界都很難知道它的全部使用范圍，也無法看到他們使用指令集計劃的芯片設計的路線圖,。

目前僅能從一些公開的渠道窺見RISC-V的應用路徑,，例如歐洲處理器計劃RISC-V參與度就非常高，而在亞太地區(qū)還能看到很多類似的事情發(fā)生,，尤其是在日本的汽車供應鏈表現(xiàn)更為明顯,。除此之外，在巴基斯坦RISC-V 已經是他們國家的芯片架構,，而印度也有一個基于 RISC-V 的 Shakti 芯片項目,，在北美，“許多跨國公司正在將 RISC-V 作為其整體芯片戰(zhàn)略的一部分,，其中包括 Nvidia 和谷歌,。

顯然，開放指令集可以極大地使谷歌和亞馬遜等云計算公司受益,。RISC-V 的共同發(fā)明者帕特森 (Patterson) 曾在谷歌內部擔任顧問多年,，負責開發(fā)用于機器學習的 TPU 處理器。在雷德蒙德看來,，RISC-V 的穩(wěn)步發(fā)展是源于她正在幫助建立的聯(lián)盟,，這也意味著生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展速度可以比英特爾或 ARM 快得多。

“這種調整主要是針對英特爾和后來的 ARM,，他們都花了幾十年的時間來培育這個生態(tài)系統(tǒng),，這也是 RISC-V 面臨的問題。但我可以向你保證,，這不會花費幾十年的時間來啟用該生態(tài)系統(tǒng)或解決兼容性和可移植性問題,，這些都是我們可以看到的,。”

原文：《RISC-V CEO: Biggest opportunity to change computing since the 1980s》