改变计算平台芯片的设计生态
当然,能够吸引整个市场的关注,类似于彼时的Arm架构和x86架构,RISC-V本身在技术上的特点一定是能够解决新兴行业衍生的需求。
因随着人工智能与物联网的发展,类似于x86架构在服务器市场面临的诸多无力感,在移动端市场中,Arm架构也开始展现出自己的明显局限性,如它无法灵活应对现在各类终端的需求。而作为刚刚诞生的架构,RISC-V的设计就可以弥补这一点,因此它也常常被业内认为是未来打破整个市场格局的核心利器。
其实,RISC-V一出生就并不平凡。据悉,伯克利创业团队在设计RISC-V时就希望这款架构能够满足从微控处理器到超级计算机等各种复杂程度的处理器需求,支持从FPGA、ASIC乃至未来器件等多种实现方式,同时能够高效地实现各种微结构,支持大量定制与加速功能,并与现有软件及编程语言良好适配。
简言之,就是兼具Arm与x86等架构的功能。
从性能上来看,相比Intel X86和Arm架构,RISC-V的优势明显:架构的篇幅很短,不用背负向后兼容的历史包袱;模块化的灵活设计,可根据特定应用场景对指令集进行裁剪或修改;支持可扩展定制指令;硬件设计与编译器实现起来非常简单。
不得不说,RISC-V是一种很灵活的架构,因为它可以根据不同的市场类型,开发出不同的芯片,这格外适合现在的物联网和人工智能芯片发展的需求。而这一优点也是包括x86与ARM在内的市面上所有架构所不具备的。
以ARM的架构为例,ARM的架构分为A、R和M三个系列,分别针对于Application(应用操作系统)、Real-Time(实时)和Embedded(嵌入式)三个领域,彼此之间并不兼容。但是模块化的RISC-V架构能够使得用户能够灵活选择不同的模块组合,以满足不同的应用场景,可以说是“老少咸宜”。譬如针对于小面积低功耗嵌入式场景,用户可以选择RV32IC组合的指令集,仅使用Machine Mode(机器模式);而高性能应用操作系统场景则可以选择如RV32IMFDC的指令集,使用Machine Mode(机器模式)与User Mode(用户模式)两种模式。而他们共同的部分则可以相互兼容。
在市面上,Arm,MIPS,Synopsys(ARC)和Cadence(Tensilica)已成功推广了自己的ISA,以及一整套工具和软件,但他们不鼓励开放扩展这些架构。而RISC-V的设计是为了进行扩展,这无疑会集聚产业力量,同时也改变了各领域计算平台芯片的设计生态。
由“技术选择”转向“行业翘楚”,尤难
目前,在国内市场的大力推动和带动下,台湾地区也在2019年3月正式成立台湾RISC-V 产业联盟,由台湾物联网产业技术协会(TwIoTA)理事长黄崇仁主力推动。
同时,也有越来越多科技企业加入这一阵营,RISC-V基金会已经有包括IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、特斯拉、华为、中天微、阿里、中科院计算所等国内外150多家企业与科研机构。
不过尽管有市场的驱动,现在尚不能说RISC-V就一定前途无量。市场的长期投入与技术本身的潜力关系密切,因此整个国内市场对这项技术的信心依赖RISC-V自身的发展,而这里面国内科技公司参与者的努力不可忽视。
但RISC-V需要走的路远比我们想象的要艰难,且不说整个生态上的不完善,对基于该技术拓宽后的验证,如何解决设计异构系统时面临的软件挑战,如何模拟和调试系统,如何解决其应用到端-边缘-云中的安全隐患和管理等都是摆在面前的问题。
因此目前整体的情形是科技巨头还在观望,真正宣布基于RISC-V指令集开发IP核的企业仍是凤毛麟角。而且RISC-V完全开源,允许商业公司私自添加指令很容易导致RISC-V碎片化。这样一来,无法统一的生态就会导致高通、华为开发出的RISC-V处理器虽都属于RISC-V,但却不能跑同样一套软件的窘境。
正如当时x86与Arm能够一举拿下市场,资源的集聚有利于形成生态,这是毋庸置疑的。如果无法解决这个问题,恐怕RISC-V很难成长到能与x86和ARM争雄的水平。
从移动端中来,向何处去?
对于RISC-V,在华为事件的影响下,业内多认为它是替代Arm的最佳选择,但也有诸多技术爱好者表示希望它最终会找到自己的位置。
重新设计一套架构对技术研发人员来说并非一件难事,三个月开发出RISC-V就是证明。但考虑到RISC-V在国内外的影响力等因素,其实从更加开放的角度来看,国内工程师完全吃透RISC-V并用好这一工具,同样也是抬头向前,促进整个技术生态发展的适宜之举。
没有任何事物是完美的,同样,Arm和RISC-V都会有其局限性。而国内厂商的大力发展最终会把RISC-V带向何方,也确实难以预测。
未来,对于Arm来说,即便RISC-V能够成长到与之势均力敌,最坏的情况不过是尽可能开源,以钳制RISC-V对市场的渗透。因此,对于想要破局的国内科技公司来说,积极发挥对这一架构的影响,依托市场走势去做深入改进以使其找到自己独有的应用方向,或许是应有的发展之路。