RISC-V開源架構正在以超出預期的速度成為(wei) 計算機領域的熱門方向。幾年前,圖靈獎得主大衛·帕特森和約翰·軒尼詩兩(liang) 位教授認為(wei) RISC-V是下一階段計算架構黃金十年的基礎技術。因為(wei) 其開放的特點,RISC-V不僅(jin) 吸引著越來越多的教學科研機構與(yu) 學者加入到基於(yu) 它的創新大潮中,同時也吸引著越來越多的企業(ye) 加入到新型處理器產(chan) 品開發中來。有了開源RISC-V,指令架構從(cong) 個(ge) 別企業(ye) 擁有變成全人類共享的資源,將以普惠之勢推動著新一輪計算架構向更高的方向演進。對於(yu) 前期領先國家而言,這是新一輪計算架構創新的機會(hui) ,它將會(hui) 與(yu) 開源操作係統發展出開源軟件生態一樣,孕育出一個(ge) 更深層次的開源計算架構新生態。而對於(yu) 這方麵相對落後的國家而言,他們(men) 不僅(jin) 能獲得相同水平的處理器技術並平等參與(yu) 新生態建設,同時還與(yu) 國際企業(ye) 同步站上新一輪的創新起跑線。對中國而言,這是國產(chan) 處理器與(yu) 國際同行並跑的一次重要機遇。隻要我們(men) 投入足夠的資源,在技術和應用上做出貢獻,就有機會(hui) 像5G通信一樣實現從(cong) 追趕到超越的發展。
RISC-V本質上是定義(yi) 軟件與(yu) 硬件如何“互操作”的一個(ge) 標準。RISC-V開源架構並不是一個(ge) 開源的代碼,而是一個(ge) 由全球處理器技術人員共同定義(yi) 的開放標準,以文本的形式開放於(yu) 互聯網上。打個(ge) 比方,如果把軟件比作為(wei) 手機上的充電口,硬件比作為(wei) 充電線上的充電頭,那麽(me) 兩(liang) 者插上之後實現“充電”就是一種“互操作”,需要通過標準定義(yi) 來約定如何進行“互操作”,比如充電電壓多大、充電電流多少等等。曆史上從(cong) 簡單的螺絲(si) 與(yu) 螺帽、電源插座與(yu) 插頭,到複雜的電腦與(yu) 外設、手機與(yu) 基站,它們(men) 的“互操作”都是以開放標準形式定義(yi) ,並引領全行業(ye) 按照標準開發相應的具備互操作能力的產(chan) 品,因此標準是開發產(chan) 品的基礎。開源RISC-V標準定義(yi) 了軟件應該基於(yu) 什麽(me) 樣的指令來設計自己的程序,同時也定義(yi) 了硬件處理器應該支持哪些指令,這樣軟件就可以順利地在硬件上運行。互操作,就是要求操作的雙方有一個(ge) 標準化的界麵,從(cong) 而實現最高效的協同。試想如果蘋果的手機和安卓的手機都采用USB Type-C一種標準接口充電,那我們(men) 隻需要帶一個(ge) 充電器就行了,開放標準可以讓不同的公司產(chan) 品實現互聯互通,提高全產(chan) 業(ye) 鏈的效率。降低軟件與(yu) 硬件“互操作”的成本,追求極致的開發和運行效率是計算機領域技術不斷發展的驅動力,也是指令架構從(cong) 曾經的十幾種逐步收斂到一兩(liang) 種的核心原因。開源是指令架構演進的必然趨勢,RISC-V軟件與(yu) 硬件的互操作界麵正處於(yu) 被不同行業(ye) 的專(zhuan) 家以開放透明的方式製定過程中,吸收全行業(ye) 對於(yu) 指令架構的最新需求。
隨著RISC-V技術和產(chan) 品的高速發展,最近美國有些議員開始炒作對RISC-V實行出口管製。RISC-V的本質是一個(ge) 開放標準,直接管控並不現實,標準說的直白點就是一本電子手冊(ce) ,管製無法阻止其在全球互聯網上的傳(chuan) 播和下載。美國政客或許可以嚐試不讓美國企業(ye) 參與(yu) RISC-V開放標準的製定和產(chan) 品研發,或者不讓美國企業(ye) 所開發的RISC-V相關(guan) 產(chan) 品進入中國市場。這兩(liang) 種手段不僅(jin) 無法阻止開放標準與(yu) 開源技術本身在全球的發展,反而可能影響到美國企業(ye) 在新一輪計算架構變革浪潮中的競爭(zheng) 力,甚至錯失開放標準與(yu) 開源架構帶來的技術紅利。對於(yu) 中國的企業(ye) 而言,此時需要更加堅定地投入更多的力量,在開源基金會(hui) 中增加技術影響力,推動核心技術在RISC-V架構中的落地。參考5G標準的發展曆程,國內(nei) 企業(ye) 完成3G、4G技術積累後,積極參加全球5G標準的建設,並依托中國對帶寬需求高的特點,領先於(yu) 其他國家率先進行規模化部署5G,從(cong) 而形成從(cong) 技術到市場的全麵領先。
未來RISC-V將改變全球計算架構的發展格局。架構壟斷將成為(wei) 過去,就像當年ARM公司通過“開放授權”的方式,讓更多的芯片設計公司獲得處理器技術,成就了ARM架構今天的生態,未來會(hui) 有更多的RISC-V公司將以“更開放”的方式讓更多的芯片設計公司獲得與(yu) X86、ARM一樣好的處理器IP核,並且性價(jia) 比更高、可定製性更強。其次,通過借鑒X86、ARM的經驗和教訓,RISC-V將更快地演進,補齊技術上的短板,補全通用處理器的特性,以新生代的姿態與(yu) X86和ARM三分天下,並在高性能數據中心、高能效手機、低成本嵌入式等方麵全線突破。再次,RISC-V原生地成長在這個(ge) 對算力有更大需求的時代,它的可擴展性將幫助其在並行計算、加速計算、隱私計算等特定加速計算方麵,作為(wei) 技術底座凝聚更多的創新力量,逐步形成新興(xing) 的生態,大幅降低全行業(ye) 軟件開發的成本。我們(men) 也充分相信,依托於(yu) 市場龐大的特點,中國有機會(hui) 在應用上引領全球發展。(孟建熠)
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