ARM、x86注意了所有“核”的未來都屬于RISC-V？

來源：快科技編輯：非小米時間：2023-01-24 12:51人閱讀

當(dāng)RISC-V International 的董事會主席 Krste Asanovi? 在上個月的 RISC-V 峰會上上臺報告 RISC-V 聯(lián)盟的狀況時，他說了一句美國總統(tǒng)在報告 RISC-V 時經(jīng)常說的話國家的國情咨文：“國情咨文很強(qiáng)大。” 在他后來的談話中，Asanovi? 說了同樣的話，但以更加自信的方式：“你所有的核心都屬于我們。”

除了擔(dān)任 RISC-V International 的董事會主席外，Asanovi 還是加州大學(xué)伯克利分校 EECS 的教授，他還是 RISC-V 核心供應(yīng)商的聯(lián)合創(chuàng)始人和該公司的首席架構(gòu)師。

顯然，在談到 RISC-V 時，他有些偏袒。Asanovi以他所謂的“公共服務(wù)公告”開始了他的“國情咨文”演講。

在此公告中，他回應(yīng)了 RISC-V International 的 Calista Redmond 早些時候在開場白中提出的三個要點(diǎn)。這三點(diǎn)是：

RISC-V不可避免

RISC-V 將擁有最好的處理器

RISC-V將擁有最好的生態(tài)系統(tǒng)

毫無疑問，RISC-V 微處理器 ISA 擁有龐大且不斷壯大的社區(qū)。RISC-V International的會員數(shù)量已超過3000個組織和個人。

由于 RISC-V 在微處理器、微控制器、SoC 和 FPGA 領(lǐng)域是一股巨大且不斷增長的力量，而對這三個主張進(jìn)行批判性審視是值得的。

讓我們從 Asanovi和 Redmond 關(guān)于 RISC-V 必然性的主張開始。

Asanovi使用了以太網(wǎng)最終崛起并在網(wǎng)絡(luò)中完全占據(jù)主導(dǎo)地位的類比。

他指出，在 80 年代初期有許多相互競爭的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，包括 DECnet、IBM Token Ring、AppleTalk、Acorn Econet、ARCNET、FDDI 等。

這些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中的大多數(shù)最終都?xì)w于以太網(wǎng)，這是事實(shí)，我記得寫過一篇 1980 年代關(guān)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的文章，例如通用汽車計劃在其工廠中使用的 FieldBus 和 MAP（制造自動化協(xié)議）。所有這些網(wǎng)絡(luò)都淪落到以太網(wǎng)的必然性。

即使在汽車市場等領(lǐng)域，以車輛為中心的網(wǎng)絡(luò)（如 CAN 總線）也在讓位于以太網(wǎng)。

在任何有足夠商業(yè)量的情況下，甚至在一些沒有商業(yè)量的地方，以太網(wǎng)社區(qū)都會在需要取代其他網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)時向不斷增長的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)添加所需的功能。

例如，以太網(wǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足確定性實(shí)時系統(tǒng)的計時需求，因此 IEEE 開發(fā)了一套稱為 TSN（時間敏感網(wǎng)絡(luò)）的標(biāo)準(zhǔn)來彌補(bǔ)這一能力不足。

但是，我認(rèn)為這是用于 RISC-V 的有缺陷的類比。互操作性對于網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。這就是其他競爭性網(wǎng)絡(luò)方案逐漸被遺忘的全部原因。來自不同供應(yīng)商的無數(shù)系統(tǒng)如果要相互操作，就必須使用相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

對于微處理器 ISA（指令集架構(gòu)）則不能這樣說。我們在根據(jù)不同處理器 ISA 如何相互操作來制作系統(tǒng)方面擁有數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)。

RISC-V ISA 是真正靈活的，并且在處理器 ISA 方面具有非常廣泛的足跡，但我不同意它會像以太網(wǎng)那樣占據(jù)市場 40 年。

盡管 Asanovi的網(wǎng)絡(luò)類比對我不起作用，但他關(guān)于業(yè)界需要開放標(biāo)準(zhǔn) ISA 商業(yè)模型的斷言聽起來很正確，RISC-V International 不斷增長的成員名單也證實(shí)了這一點(diǎn)。

這種勢頭本身就證實(shí)了 Asanovi? 和Redmond關(guān)于 RISC-V 是不可避免的斷言，盡管它很難證明 RISC-V ISA 將是未來唯一的 ISA。

處理器架構(gòu)師喜歡設(shè)計帶有新 ISA 的新處理器——畢竟，根據(jù)定義，這是他們的工作——而且 RISC-V ISA 的存在不會比現(xiàn)有的 x86 和 Arm ISA 更能削弱他們的熱情。

RISC-V 的明顯目標(biāo)是 Arm，它已經(jīng)在無數(shù)市場中建立了多種架構(gòu)。RISC-V 的支持者也渴望這樣做。

然而，不可否認(rèn)的是，現(xiàn)實(shí)因素推動了通用處理器 ISA 的需求，最好是基于開放標(biāo)準(zhǔn)的 ISA。在我看來，推動采用開放式 RISC-V ISA 的最強(qiáng)大因素是希望看到微處理器 IP 核市場在一個共同的——盡管不一定是公平的——競爭環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行更多的競爭。

許多 IP 供應(yīng)商正在創(chuàng)建基于 RISC-V ISA 的微處理器內(nèi)核，它們的內(nèi)核涵蓋了從簡單的微控制器內(nèi)核的性能范圍，實(shí)現(xiàn)范圍從 3 級流水線到具有多個深度執(zhí)行流水線和輸出的超大型服務(wù)器級內(nèi)核。按順序 (OOO) 指令執(zhí)行。

其中幾家核心供應(yīng)商在 RISC-V 峰會上發(fā)布了新核心，證明了市場的活力。

例如，Asanovi展示了一張幻燈片，其中列出了 RISC-V IP 內(nèi)核和芯片供應(yīng)商在高端市場上與 OOO 處理器和內(nèi)核競爭。

非詳盡列表包括阿里巴巴、Andes、Esperanto、Rivos、Semidynamics、SiFive、Tenstorrent 和 Ventana。該列表省略了 MIPS，后者在 RISC-V 峰會上宣布了一個名為 eVocore P8700 的 OOO RISC-V 內(nèi)核。

在類似領(lǐng)域競爭的這一長串高端微處理器內(nèi)核供應(yīng)商證實(shí)了 Asanovi的第二個斷言，即 RISC-V 將擁有最好的處理器。

隨著眾多供應(yīng)商的競爭，最好的架構(gòu)創(chuàng)意很可能會脫穎而出，并隨著這些創(chuàng)意滲透到不斷壯大的 RISC-V 社區(qū)而加強(qiáng)所有 RISC-V 內(nèi)核。

Asanovi預(yù)測 RISC-V 核心的真正廣闊市場，稱模塊化和可擴(kuò)展的 ISA 將用于創(chuàng)建：

應(yīng)用處理器

圖形處理器

圖像處理器

人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)加速器

無線電 DSP

音頻 DSP

安全處理器

電源管理處理器

這一預(yù)測并不需要太多的信心飛躍。肯定有人在某處使用 RISC-V ISA 來開發(fā)該列表中的所有類型的處理器。Asanovi說，使 RISC-V 作為所有這些處理器類型的通用 ISA 具有吸引力的屬性之一是不斷增長的 RISC-V 社區(qū)支持的統(tǒng)一、高質(zhì)量的軟件堆棧。

RISC-V ISA 沒有為所有這些處理器類型在不同的 ISA 之間分散軟件支持，而是統(tǒng)一了軟件工具鏈，包括編譯器、調(diào)試器、跟蹤工具和性能分析工具。

Asanovi 認(rèn)為，這些有吸引力的屬性將結(jié)束他所謂的處理器 ISA 的巴爾干化。我認(rèn)為陪審團(tuán)不同意這一點(diǎn)。處理器架構(gòu)師似乎在 ISA Balkanization 上大放異彩。

見證由 AMD 和 Intel 驅(qū)動的 x86 優(yōu)化的分歧。

我認(rèn)為，盡管 RISC-V International 努力防止這種情況發(fā)生，但業(yè)界很難打破這種習(xí)慣。

Asanovi公共服務(wù)公告的最后一點(diǎn)是 RISC-V 將擁有最佳生態(tài)系統(tǒng)的雄心勃勃的預(yù)測。

當(dāng)然，這還不是現(xiàn)實(shí)。RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)正在成長，但尚未成熟。

就連Asanovi也承認(rèn)，這種說法目前看來難以置信。他承認(rèn)生態(tài)系統(tǒng)中存在空白需要填補(bǔ)。

例如，Android 尚未移植到 RISC-V ISA，盡管該項(xiàng)目已經(jīng)在進(jìn)行中。

Android 不能在 RISC-V 處理器上運(yùn)行沒有技術(shù)原因。為基于 Arm 的 Android 系統(tǒng)開發(fā)的所有應(yīng)用程序是否會輕松或根本無法跨界，還有待觀察。

Asanovi的最后一點(diǎn)是 RISC-V 硬件和軟件一直在共同發(fā)展，這加強(qiáng)了 ISA，并且一些長期運(yùn)行的 IP 核和硅開發(fā)項(xiàng)目開始取得成果。

當(dāng)然，RISC-V 峰會上發(fā)布的許多新產(chǎn)品證實(shí)了最后的說法。

“沒有理由認(rèn)為基于 RISC-V ISA 的處理器不能與目前市場上的任何處理器一樣快或更快，”Asanovi說。