基于 RISC-V 的芯片開(kāi)始出現(xiàn)在從筆記本電腦到自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)的所有領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)芯片對(duì)現(xiàn)代生活至關(guān)重要。我們的手機(jī)、汽車、電腦和越來(lái)越多的其他設(shè)備都需要它們，而由新冠疫情引發(fā)的全球芯片短缺仍然揮之不去，這表明它們的缺乏會(huì)對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。

芯片之所以如此重要，是因?yàn)樗鼈兂洚?dāng)我們?cè)O(shè)備的“大腦”，處理和存儲(chǔ)從軟件程序中獲得的信息。芯片的“指令集架構(gòu)”定義了其支持的命令等。為確保芯片能夠理解這些編碼指令，芯片設(shè)計(jì)人員使用基本“詞匯表”進(jìn)行編程，其中可能包括“添加”、“比較”或“存儲(chǔ)到內(nèi)存”等命令。該詞匯表是芯片的“指令集”，其“指令集體系結(jié)構(gòu)”(ISA) 定義了其支持的指令集、接收命令的方式等。

雖然任何人都可以發(fā)明新的 ISA，但目前有兩種 ISA 主導(dǎo)著科技行業(yè)：Intel 的x86和 ARM 有限公司的ARM。前者通常用于計(jì)算機(jī)、筆記本電腦和服務(wù)器的芯片，而后者更普遍用于移動(dòng)設(shè)備的芯片。

只有幾個(gè) ISA 的主導(dǎo)地位意味著軟件開(kāi)發(fā)人員不必經(jīng)常重寫代碼——因?yàn)橐粋€(gè) ARM 芯片設(shè)計(jì)的程序?qū)⑴c其他 ARM 芯片兼容——但這些流行的 ISA 的缺點(diǎn)也是它們專有的。這意味著一家希望其開(kāi)發(fā)中的筆記本電腦能夠運(yùn)行為 x86 芯片編寫的軟件的初創(chuàng)公司將需要從英特爾獲得 x86 IP 許可并構(gòu)建自己的芯片。在任何一種情況下，他們都需要花錢訪問(wèn) ISA，而這甚至可能不是他們?cè)O(shè)備所需要的。

作為一種開(kāi)放式架構(gòu)，RISC-V 提供了更多的靈活性和可擴(kuò)展性。

RISC-V 的出現(xiàn)

2010 年，加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)發(fā)了一種新架構(gòu) RISC-V，與 x86 或 ARM 不同，它是一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，這意味著任何人都可以自由訪問(wèn)它并為其開(kāi)發(fā)做出貢獻(xiàn)。隨著基于 RISC-V 的芯片出現(xiàn)在從筆記本電腦到自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)的一切事物中，這種架構(gòu)現(xiàn)在終于從一個(gè)新奇事物轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍冀绲闹饕獏⑴c者。

NASA 計(jì)劃在計(jì)算機(jī)中使用基于RISC-V 的 CPU來(lái)執(zhí)行其未來(lái)的太空任務(wù)，雖然目前還沒(méi)有 RISC-V 智能手機(jī)，但谷歌正在為此做準(zhǔn)備——2022 年 12 月，它宣布其 Android 操作系統(tǒng)將除了 ARM 和 x86 之外，還支持 RISC-V ISA。

RISC-V International——總部位于瑞士的非營(yíng)利組織，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào) RISC-V 的開(kāi)發(fā)和采用——其2019 年 2 月只有235 名成員，但如今，它擁有超過(guò) 3180 名成員，其中包括許多科技巨頭，如谷歌、華為和 Meta。

英特爾本身已經(jīng)加入了非營(yíng)利組織，并計(jì)劃使用新的10 億美元代工基金的一部分來(lái)支持 RISC-V 的開(kāi)發(fā)和采用，大概是希望它能真正為客戶制造 RISC-V 芯片。

RISC-V可以制造更好的芯片

RISC-V 的吸引力不僅僅在于芯片開(kāi)發(fā)人員可以免費(fèi)訪問(wèn)該架構(gòu)——它還具有模塊化設(shè)置，可以更輕松地創(chuàng)建針對(duì)某些功能進(jìn)行優(yōu)化的芯片，而無(wú)需任何不必要的額外功能。

“作為一種開(kāi)放式架構(gòu)，與封閉的專有 ISA 相比，RISC-V 提供了更多的靈活性、可擴(kuò)展性。”RISC-V International 首席執(zhí)行官 Calista Redmond表示。“由于 RISC-V 是一個(gè)可擴(kuò)展的 ISA，公司可以輕松地實(shí)施最小指令集并添加自定義的擴(kuò)展，為這些創(chuàng)新的工作負(fù)載創(chuàng)建自定義處理器，”她補(bǔ)充道。

RISC-V正在無(wú)處不在

正如 RISC-V International 的 CTO Mark Himelstein告訴《麻省理工科技評(píng)論》的那樣，這種方法可以為開(kāi)發(fā)人員節(jié)省金錢和時(shí)間。他引用了耳機(jī)制造商 Bluetrum 的例子，該公司使用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)構(gòu)建它所需要的東西。

“如果他們沒(méi)有使用 RISC-V，他們要么不得不購(gòu)買比他們想要的功能多得多的商業(yè)芯片，要么他們將不得不設(shè)計(jì)自己的芯片或指令集，”Himelstein 解釋道。“他們兩個(gè)都不想要。”

RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)正在快速發(fā)展，支持者希望看到該架構(gòu)在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用。“我們 2022 年的愿景是讓 RISC-V 無(wú)處不在，隨著 RISC-V 在汽車、航空航天、數(shù)據(jù)中心以及消費(fèi)設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域的采用和開(kāi)發(fā)，這一目標(biāo)已經(jīng)真正實(shí)現(xiàn)，” Redmond說(shuō)。

“隨著這種風(fēng)潮，市場(chǎng)上已經(jīng)有數(shù)十億個(gè) RISC-V 核心，我們預(yù)計(jì)到 2023 年還會(huì)有數(shù)十億個(gè)，因?yàn)槭澜绺鞯氐墓竞蛧?guó)家都在擁抱和支持 RISC-V，”她繼續(xù)說(shuō)道。

審核編輯 ：李倩