百亿核心出货，RISC-V如何将开放做成必然
来源:电子发烧友网发布时间:2022-12-161665浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/周凯扬）离RISC-V进入大众的视野其实并没有多久，全球的RISC-V核心出货数就已经突破了百亿大关，整个RISC-V生态系统已经成了当下最大的开发生态之一，传统架构也开始注意到这个逐渐崛起的竞争对手。那么这样一个从开源开放做起的ISA，是如何做到未来三局鼎立的必然局面的？
过去的有线网络存在很多种形式，比如DECnet、IBM Token Ring、AppleTalk、Acorn Econet、ARCNET等等，但如今都统一成了以太网。而RISC-V之所以能够爆发，并不单单是因为它有多优秀，而是业界迫切需要开放标准的ISA商业模式。RISC-V国际基金会主席Krste Asanović教授强调，一旦你转向高质量的开放标准后，就很难回到专有的单一授权标准了。
RISC-V的必然性
靠RISC-V能不能打造出最好的处理器？这是每个不了解RISC-V的人刚接触它时都会有的担忧。可随着越来越多的高端RISC-V处理器流片，7nm、5nm的芯片也都频频面世，这一疑虑已经被打消了。虽然这些高端芯片的出货量还不多，在普及率上也不占优，但RISC-V固有的ISA优势已经变得愈发明显，设计者能从各个方面上去优化PPA，实现高性能、高能效和小面积，这个可能性给了厂商去选择RISC-V的理由，尤其是中小型芯片设计公司。至于高端处理器的定位，也不是一味地去拼主频或制造工艺，尽管ISA不同，但它们走的设计方向往往一样，比如超标量、乱序、矢量运算能力等。而目前拥有这些设计特性的RISC-V处理器正在逐渐增加，平头哥、晶心科技、SiFive、Esperanto、Rivos、Semidynamics、TensorTorrent、Ventana等企业都位列其中。所以在RISC-V当下的阶段中，高端处理器的性能已经在慢慢跟上主流水准，下一个阶段就是赶超以及在各个需要高性能的应用领域中铺开，无论是复杂的电机控制还是科学计算，况且我们已经在SoC上看到了这一趋势。不少SoC设计中大家可能最关心的都是应用处理器、图形处理器这些关键的部分，不可否认RISC-V在这些处理器核心上还称不上是最主流的ISA。但在其他的核心上，越来越多的公司开始考虑起RISC-V，比如AL/ML加速器、音频DSP、安全处理器、电源管理处理器等等。因为这些核心往往用的是另一套ISA，不仅难以达到优秀的PPA表现，软件生态也不完善，于是RISC-V才成了最佳的选择。但RISC-V明显不甘于仅仅作为SoC中的一个“协处理器”，应用处理器和图形处理器就是下一个目标，随着高通、谷歌、阿里巴巴等厂商的深度入局，最大的消费电子市场出现RISC-V的身影也将成为必然。碎片化的硬件生态没法真正打通软件生态？
对于任何软件开发者来说，不同的硬件必然会带来适配上的麻烦，都不用说不同的ISA，哪怕是不同的核心也会给软件开发带来更多的工作量。也正因如此，即便RISC-V社区和谷歌都已经开始在为适配安卓做出努力，还是不少人认为RISC-V很难在这个市场中有所起色。这就不得不提到RISC-V ISA本身的特性，RISC-V是一个高度模组化且可扩展的指令集，未来会有更多的标准扩展加入，而各个设计者也可以加入自己的定制化扩展。这种特化的设计提供了高度灵活的解决方案，却也让可能的ISA选择数量变得过多了，软件开发社区没法针对每个选择都投入开发。而RVA20、RVA22这些Profile规定了更小的ISA选择，主打为多数用户提供最多的价值。每个Profile都基于标准基础ISA，加上部分强制的ISA扩展，同时还会给到小部分的标准ISA选择，这样软件开发就只需针对特定的Profile进行开发就好，而不用面面俱到。而RISC-V国际基金会将未来的RVA23定义为下一个Profile里程碑，并表示RVA23很有可能会成为一个长寿的ISA Profile，因为这个节点上诸多丰富的软件生态系统都会在RISC-V上从开发模式转为生产模式。
小结
尽管标题中提到RISC-V将开放做成了必然，但开放却并不是RISC-V成功的唯一因素，要不然在RISC-V之前的诸多开源ISA也不会被历史的洪流吞没。RISC-V的成功之处在于庞大的成员支持，来自各大公司、学术机构的研究人员与设计师们都能为这个ISA的发展献一份力，这份努力也会被社区接纳吸收，这才是其他ISA缺少的优势。
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