RISC-V正在加速走向数据中心

来源:半导体行业观察发布时间:2023-04-061597浏览

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在芯片指令集方面，世界可能需要的是类似于 Linux 操作系统的东西——由社区共享和扩展的东西，但它的治理是由技术和技术的经济现实所决定的部门。

对于 RISC-V International（控制 ISA 和其他与架构相关的知识产权的非营利性爱管闲事协会）来说，这项工作落在了 Calista Redmond 身上，她之前曾负责管理 OpenPower 基金会，该基金会为许多人开放了 IBM 的 Power 芯片架构。

当然，在 RISC-V 领域有很多活动正在进行，我们正在密切关注数据中心的服务器、存储和网络。我们与 Redmond 讨论了正在发生的事情以及 RISC-V 的前景攻击数据中心——而且比 X86 或 Arm 架构要快得多。

Timothy Prickett Morgan：自从我问你这个问题已经将近三年了，所以现在可能是获得更新的好时机：数据中心的 RISC-V 进展如何？

Calista Redmond：众所周知，硬件需要时间，对吧？但显然，大型跨国公司对此很感兴趣，其他公司一直在微控制器中使用 RISC-V，但现在开始考虑——既然他们已经试水了——他们的下一代技术会是什么样子。我认为小芯片和其他组成 SoC 的方式正在改变游戏规则。而且我认为你会看到更多数据中心规模的运营商和 HPC 中心开始更认真地考虑 RISC-V，并且有一些早期采用者。你会看到他们中的很多人都是较小的组织，他们正在调整战略，或者将 RISC-V 作为他们的主要投资。MIPS 就是一个例子。

越来越多的公司意识到，如果他们的未来和命运取决于其他人，那么他们的商业模式和战略模式就会面临更高的风险。因此，他们更加认真地考虑使用定制芯片——许多人正在关注这一点，将更多的东西放在内部或利用 IP 机构或他们周围的其他人——他们将开始创建自己的设计。没有人会轻率地做定制芯片，因为这本身就是一堆问题和战略变量，但他们不仅要满足价格和性能，还要满足其他类型的差异化功能，例如功耗或任何数字东西的。

TPM：我无法告诉你我听说过多少次关于多年前被淘汰的定制 Arm 服务器芯片设计，最大的抱怨是他们想在 Arm ISA 中添加某些东西——这家初创公司的关键早期采用者的客户确实想要——但不能这样做，因为这会以某种方式破坏兼容性。对于新架构，有时您需要稍微降低兼容性。

Calista Redmond：或者更糟的是，你律师从事合同工作，并为此花费数百万美元。.

这里有两件事在起作用，这就是 RISC-V 的帮助所在。芯片制造商希望完全控制他们的设计。但是没有人愿意从一张白纸开始。每个人都希望有一个良好的开端，你必须有基础构建块，这显然是 RISC-V International 所做的工作。我们得到了我们的基本 ISA 并且批准了扩展，然后你有你的扩展菜单，你可以选择最有效的东西——价格、性能、功率，无论你的变量是什么——对于你的实现正在尝试做。只有当您进入超大规模或企业级 OEM 时，数量才开始变得有意义。我们目前还没有达到有意义的数量，但今年你将看到更多的生产准备，

TPM：我认为这些来自通常的嫌疑人。让我们激怒他们。

我们最近写了一篇关于 Ventana 的文章，他来自十多年前的 Applied Micro Arm 服务器芯片业务。显然，我们知道 SiFive。我们知道欧洲处理器计划推出定制 RISC-V 加速器，以及SiPearl为推出一系列 Arm CPU 所做的相关努力。华为技术有限公司的芯片开发部门 HiSilicon 已经创建了 RISC-V 控制器，服务器 CPU 也紧随其后。去年 12 月，阿里巴巴和腾讯加入了众多支持 RISC-V 架构的公司，这是在中国科学院牵头的中国 RISC-V 联盟成立一年后。中国科学院团队拥有香山处理器。阿里巴巴拥有用于手持设备和嵌入式产品的玄铁 RISC-V，它可以成长为服务器芯片。腾讯可能大到可以做香山的定制变体，或者与海思合作做一个。我只是在编造。百度刚刚投资了中国初创公司 StarFive，后者拥有针对各种数据中心工作负载的 U 系列和 Dubhe 系列处理器。如果美国和欧洲的 HPC 中心认真研究 RISC-V，我不会感到惊讶——他们的工作是走在前沿并测试新想法。

我仍然需要追踪 Esperanto Technologies，看看它是否会用它的 1,088 ET-Minion 和四个 ET-Maxium 核心做更多的推理。. . .

Calista Redmond：这些都是正确的名字。显然，中国正在进行很多活动。我要补充的是，中国一直是 RISC-V 生态系统中最强大的贡献者之一。这不是只消费不贡献。RISC-V 成员都意识到，如果他们要在战略上将他们的未来寄托在这里，他们需要影响我们的战略和那些基础构件。

今天，我们有超过 3,300 名会员，参与会员活动的人数超过 10,000 人。我们将继续看到跨国公司在微控制器方面涉足的领域进行更深入、更广泛的投资。他们现在正在考虑并仔细研究他们的处理器计划。如果他们打算大规模地这样做，并且不想受制于另一种架构将要采取的任何战略曲折，那么 RISC-V 确实为他们提供了这种自由和灵活性。

TPM：RISC-V 并非没有风险，但它是免版税和开源的，并且正在合作开发。

这就是为什么我认为有一个非零的机会——即使没有人谈论过它，我要说一些可能是异端的话——也许 2030 年左右在日本富士通和 RIKEN 实验室出现的“Fugaku-Next”系统可能基于 RISC-V，而不是 Arm。RIKEN 和 Fujitsu 学会了如何在 Arm 芯片上完成所有这些巧妙的矢量加速，但没有理由不能移植到 RISC-V。

处理器的开发成本如此之高，以至于削减对 Arm 架构许可的支票和支付专利费将成为每个制造 Arm 芯片的人都非常关注的事情。如果 Linux 和 Android 在 RISC-V 上运行相同，没有人会在意。如果它开始移动，这一切都会很快改变。.

Calista Redmond：嗯，你知道，人们仍然会削减支票。我的意思是，处理器不是免费的。你需要构建块，这些构建块中有很大一部分可以来自 RISC-V International us，而且是免费的。但如果你想要这种差异化，如果你想要那种出色的性能，你就要依靠社区中的工程人才，并从 IP 设计公司那里采购。

TPM：我不知道这个世界上有什么是真正免费的。Linux 只有在您可以自我支持时才是免费的。小狗和小猫，它们是免费的，对吧？

Calista Redmond：[笑声] 只是我一直在告诉人们 RISC-V 不是免费的。它没有进入的障碍，也没有你可以去的地方的障碍。两端的障碍被移除。如果你想要全球市场，如果你想在全球舞台上发挥作用，你需要在你的基础上采取开放、协作的方式。

TPM：您还需要软件。RISC-V 正在做什么以使其更容易从 X86 或 Arm 或 IBM Power迁移过来？谷歌程序员只需按下一个按钮，就可以拥有它巨大的构建引擎——我将给它起个绰号“Barf”，作为“Borg”云控制器和作业调度程序的补充——输出代码针对任何架构进行了调整，无论是英特尔 X86， AMD X86、Arm 或 Power。但并不是每个人都有一个神奇的构建系统，天知道有多少博士。

Calista Redmond：对我们来说幸运的是，存在市场力量，在多个架构上运行具有商业意义。因此，如果您的操作系统或中间件具有在多种架构上运行的优点，那么您已经在这样做了。如果您已经在两种架构上运行，那么开始在 RISC-V 上运行并不是一件大事。你已经看到了 Android 自带的，虽然我知道你不想谈论。. . .

TPM：是的，是的，是的，但是以数据中心为例，我们看到它发生在 Ampere Computing 的 Altra Arm 服务器芯片上，而且它显然发生在 Amazon Web Services 内部的 Graviton 上。谷歌、微软和甲骨文也在他们的云中使用 Ampere Computing 的芯片，而且很可能用于他们的内部工作负载。

Calista Redmond：同样的市场力量表明，为任何事情支持你自己的定制堆栈并不符合任何人的最佳利益。因此，在您可以协作的地方，这将符合您的最大利益。所以我们看到很多事情正在发生，顺便说一句，这有助于防止 RISC-V 架构的碎片化，因为没有公司或国家真的想要处理或负担得起。

上周，在我们的董事会会议上，我们刚刚批准了前三个 RISC-V 配置文件。将配置文件视为您的基本构建块，如果您想与配置文件兼容，则所有内容都必须运行的组合。我们已经与基础 ISA 兼容。但这里有一组通用的 ISA 和扩展，它们将在不同的论坛中使用，以实现跨 RISC-V 实现的可移植性，并可能跨 RISC-V 和其他类型的架构。

TPM：听起来像是 Jon Masters 非常喜欢的 Arm Server Base System Architecture 之类的东西。

Calista Redmond：是的，是的。希望 Jon Masters 会对我们在这里所做的事情同样疯狂，对吧？

TPM：这不是很有保证吗？

Calista Redmond：Linux 成长的同一个无供应商锁定世界，也是 RISC-V 成长的地方，也是我们对生态系统进行越来越多投资的地方。事实上，我们上周刚刚聘请了一位 ISV 生态系统总监。因此，我们正在研究有多少方法可以让 RISC-V 的过渡变得更容易。我们正在做的事情将作为批准的配置文件通过，然后下一步将是平台。

TPM：我现在生活在一个宇宙中，展望未来几年，我看到服务器收入可能下降 Intel 40%，AMD 40%，Arm 20%。考虑到目前正在发生的竞争压力，就我而言，这是绝对可以想象的。英特尔可以根据需要保存所有 cookie，但这可能是它要获得的所有 cookie。

如果我看得更远一些，也许到 2030 年及以后，服务器 CPU 架构的收入分配可能是 30-30-30-10，其中 RISC-V 占 10%。或者，对于收入基础大得多的英特尔、AMD、Arm 集体和 RISC-V 集体来说，它可能各占 25%。你正在试行这件事。这些数字合理吗？

Calista Redmond：我认为这是可以预见的，我认为这是非常合理的，我希望我们能超额完成。这只是生态系统成熟的速度和步伐，技术的成熟和强化，以及确保每个人都对他们正在做出的战略选择感到满意。因此，这些是他们今天做出的选择，以实现五到十年后的未来。

在三到五年内，你会看到更多关于现在正在做的事情的公开披露。可能在此之前，您可能会看到晶圆厂正在发生什么。

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