本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)，作者/周凱揚。
離RISC-V進入大眾的視野其實并沒有多久，全球的RISC-V核心出貨數(shù)就已經(jīng)突破了百億大關(guān)，整個RISC-V生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成了當下最大的開發(fā)生態(tài)之一，傳統(tǒng)架構(gòu)也開始注意到這個逐漸崛起的競爭對手。那么這樣一個從開源開放做起的ISA，是如何做到未來三局鼎立的必然局面的？
過去的有線網(wǎng)絡存在很多種形式，比如DECnet、IBM Token Ring、AppleTalk、Acorn Econet、ARCNET等等，但如今都統(tǒng)一成了以太網(wǎng)。而RISC-V之所以能夠爆發(fā)，并不單單是因為它有多優(yōu)秀，而是業(yè)界迫切需要開放標準的ISA商業(yè)模式。RISC-V國際基金會主席Krste Asanovi?教授強調(diào)，一旦你轉(zhuǎn)向高質(zhì)量的開放標準后，就很難回到專有的單一授權(quán)標準了。
RISC-V的必然性
靠RISC-V能不能打造出最好的處理器？這是每個不了解RISC-V的人剛接觸它時都會有的擔憂。可隨著越來越多的高端RISC-V處理器流片，7nm、5nm的芯片也都頻頻面世，這一疑慮已經(jīng)被打消了。雖然這些高端芯片的出貨量還不多，在普及率上也不占優(yōu)，但RISC-V固有的ISA優(yōu)勢已經(jīng)變得愈發(fā)明顯，設計者能從各個方面上去優(yōu)化PPA，實現(xiàn)高性能、高能效和小面積，這個可能性給了廠商去選擇RISC-V的理由，尤其是中小型芯片設計公司。
至于高端處理器的定位，也不是一味地去拼主頻或制造工藝，盡管ISA不同，但它們走的設計方向往往一樣，比如超標量、亂序、矢量運算能力等。而目前擁有這些設計特性的RISC-V處理器正在逐漸增加，平頭哥、晶心科技、SiFive、Esperanto、Rivos、Semidynamics、TensorTorrent、Ventana等企業(yè)都位列其中。
所以在RISC-V當下的階段中，高端處理器的性能已經(jīng)在慢慢跟上主流水準，下一個階段就是趕超以及在各個需要高性能的應用領域中鋪開，無論是復雜的電機控制還是科學計算，況且我們已經(jīng)在SoC上看到了這一趨勢。
不少SoC設計中大家可能最關(guān)心的都是應用處理器、圖形處理器這些關(guān)鍵的部分，不可否認RISC-V在這些處理器核心上還稱不上是最主流的ISA。但在其他的核心上，越來越多的公司開始考慮起RISC-V，比如AL/ML加速器、音頻DSP、安全處理器、電源管理處理器等等。因為這些核心往往用的是另一套ISA，不僅難以達到優(yōu)秀的PPA表現(xiàn)，軟件生態(tài)也不完善，于是RISC-V才成了最佳的選擇。
但RISC-V明顯不甘于僅僅作為SoC中的一個“協(xié)處理器”，應用處理器和圖形處理器就是下一個目標，隨著高通、谷歌、阿里巴巴等廠商的深度入局，最大的消費電子市場出現(xiàn)RISC-V的身影也將成為必然。
碎片化的硬件生態(tài)沒法真正打通軟件生態(tài)？
對于任何軟件開發(fā)者來說，不同的硬件必然會帶來適配上的麻煩，都不用說不同的ISA，哪怕是不同的核心也會給軟件開發(fā)帶來更多的工作量。也正因如此，即便RISC-V社區(qū)和谷歌都已經(jīng)開始在為適配安卓做出努力，還是不少人認為RISC-V很難在這個市場中有所起色。
這就不得不提到RISC-V ISA本身的特性，RISC-V是一個高度模組化且可擴展的指令集，未來會有更多的標準擴展加入，而各個設計者也可以加入自己的定制化擴展。這種特化的設計提供了高度靈活的解決方案，卻也讓可能的ISA選擇數(shù)量變得過多了，軟件開發(fā)社區(qū)沒法針對每個選擇都投入開發(fā)。
而RVA20、RVA22這些Profile規(guī)定了更小的ISA選擇，主打為多數(shù)用戶提供最多的價值。每個Profile都基于標準基礎ISA，加上部分強制的ISA擴展，同時還會給到小部分的標準ISA選擇，這樣軟件開發(fā)就只需針對特定的Profile進行開發(fā)就好，而不用面面俱到。
而RISC-V國際基金會將未來的RVA23定義為下一個Profile里程碑，并表示RVA23很有可能會成為一個長壽的ISA Profile，因為這個節(jié)點上諸多豐富的軟件生態(tài)系統(tǒng)都會在RISC-V上從開發(fā)模式轉(zhuǎn)為生產(chǎn)模式。
小結(jié)
盡管標題中提到RISC-V將開放做成了必然，但開放卻并不是RISC-V成功的唯一因素，要不然在RISC-V之前的諸多開源ISA也不會被歷史的洪流吞沒。RISC-V的成功之處在于龐大的成員支持，來自各大公司、學術(shù)機構(gòu)的研究人員與設計師們都能為這個ISA的發(fā)展獻一份力，這份努力也會被社區(qū)接納吸收，這才是其他ISA缺少的優(yōu)勢。
