RISC-V引发新一轮关注热潮,你了解RISC-V吗?

近日,首届RISC-V中国峰会在上海科技大学落下帷幕,内容覆盖从基于RISC-V的各类技术探讨到相关衍生产品的发布演示,引发新一轮对RISC-V的关注热潮。

什么是RISC-V

指令集作为软件和硬件之间的纽带,是指挥芯片运行的一套指令的集合,用高级语言编写的软件程序想要被编译成芯片可识别的机器语言在硬件上运行,就需要遵从特定的指令集规范。一般分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两类。

CISC复杂指令集通过庞大且复杂的指令系统,来达到增强计算机功能的目的,优点是控制简单,处理高级语言和特定任务能力强,缺点是结构复杂、效率低、执行速度慢。

而RISC精简指令集只要求硬件执行有限且常用的指令,复杂的操作则使用成熟的编译技术由简单指令合成,并行计算能力强。

RISC-V是第五代基于精简指令集原则的开源指令集架构,2010年诞生于美国加州大学伯克利分校的一个研究团队,在此之前他们已经有了四代RISC指令集架构的设计经验。

RISC-V有什么过人之处?

RISC-V指令集架构一经推出,便引起了产业界的广泛关注,2015年RISC-V基金会成立,芯片国际巨头纷纷加入。

第一,精简。

虽然与ARM同属精简指令集,但因RISC-V是近年来才推出,没有背负向后兼容的历史包袱,架构短小精悍,指令数目少,可以设计出面积更小的芯片。

第二,开源。

RISC-V不属于某一家公司,有统一的非营利组织制定规则,任何人都可以永久免费的使用,具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境,允许任何用户自由修改、扩展,从而能满足量身定制的需求,大幅降低了指令集修改的门槛。RISC-V开源共享,不仅指令集开源,还包括IP开源,未来还将向生态链开源发展。

第三,模块化。

它不仅短小精悍,而且其不同的部分还能以模块化的方式组织在一起,从而试图通过一套统一的架构满足各种不同的应用。而这种模块化是X86与ARM架构所不具备的,以ARM架构为例,它分为A、R、M三个系列,分别针对于Application(应用)、Real-Time(实时)和Embedded(嵌入式)三个领域,彼此之间并不兼容。

第四,可扩展。

RISC-V可扩展的特性来自于其模块化的设计,一个RISC-V体系结构的计算机可以选择只实现一部分的指令集,它还可以预留相关的接口,将无法处理的扩展指令交由协处理器处理。

为什么需要RISC-V?

每一个技术时代都会诞生出一代CPU巨头,PC互联网时代出现了X86,移动互联网时代出现了ARM,他们分别主导了CISC和RISC两条技术路线,并和软件巨头Windows系统与Andriod系统分别结成了Wintel联盟和双A联盟,控制了生态链。

为了打破这种垄断现状,在产业界和学术界的共同努力下,RISC-V应运而生。尤其是去年有国际企业宣布将收购ARM,加上ARM授权受到海外政府的限制,增加了芯片设计厂商的顾虑,而RISC-V的开源特性使得企业可以继续使用,避免了受制于人的窘境。

AIoT时代 RISC-V大有可为

回顾过去,硬件开发标准化,实现了数以亿计的PC用户普及;芯片标准化,完成了数以十亿计手机用户的芯片IP授权推广。

立足当下,展望未来,我们正快步迈入智能物联新时代,面对这个时代百亿级的物联网市场,千万级的碎片化应用需求,我们需要一种更灵活开放的芯片指令集架构,相较于X86架构和ARM架构,开源的RISC-V将大有可为。据Semico Research预测,2018~2025年间,RISC-V内核市场的年复合增长率高达146.2%,到2025年全球市场将消费624亿个RISC-V内核。

RISC-V的应用领域在不断拓展,RISC-V基金会积极研究引导业内布局,从嵌入式、PC等中低端应用向服务器等高端领域渗透,另外RISC-V与DSA(Domain Specific Architecture特定领域架构)紧密结合也是一种重要趋势。

对此,奕斯伟计算CTO Dr.李表示:“目前可以清晰地看到,RISC-V已开始蓬勃发展,随着生态的不断完善,业界参与的公司越来越多,RISC-V一定会加速发展壮大,成为AIoT时代强有力的助力者,最终有望成为可以和Wintel联盟、双A联盟平起平坐的第三极力量。”

本文来源:奕斯伟计算

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