來源:內(nèi)容由半導(dǎo)體芯聞(ID:MooreNEWS)編譯自eetimes。
近日,圖靈獎(jiǎng)得主David Patterson 在eetimes投稿了一篇標(biāo)題為《Examining the Top Five Fallacies About RISC-V》的文章。在這里,我們特意翻譯,以饗讀者。
以下為文章正文:在十多年的時(shí)間里,RISC-V 可以說至少已成為未來計(jì)算應(yīng)用程序中第三重要的指令集架構(gòu) (ISA)。在接下來的幾年里,為新項(xiàng)目選擇專有 ISA 而不是開放式 RISC-V 可能會(huì)像選擇以太網(wǎng)或 USB 的封閉替代方案一樣令人驚訝。我和我在加州大學(xué)伯克利分校的同事預(yù)測(cè),到本世紀(jì)末,未來產(chǎn)品開發(fā)的主導(dǎo) ISA 將是開放的 RISC-V 架構(gòu)。世界各地的公司已經(jīng)在使用 RISC-V 進(jìn)行設(shè)計(jì),而且勢(shì)頭正在迅速增強(qiáng),因此現(xiàn)在是業(yè)界仔細(xì)研究 RISC-V 并檢查一些關(guān)于它的謬誤的好時(shí)機(jī)。
謬誤一:RISC-V 是開源處理器,就像 Linux 是開源操作系統(tǒng)一樣。Linux 有一個(gè)單主開源代碼庫(kù),你可以下載,而 RISC-V 是一個(gè)開放的硬件/軟件接口規(guī)范,有許多不同的實(shí)現(xiàn)。比 Linux 更好的類比是以太網(wǎng),因?yàn)橐蕴W(wǎng)和 RISC-V 都是免費(fèi)和開放的規(guī)范。在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之前,公司擁有自己專有的局域網(wǎng)。1980 年,Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 聯(lián)手創(chuàng)建了基于以太網(wǎng)的本地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。他們還創(chuàng)建了一個(gè)組織——IEEE 802.3 工作組——該工作組在過去四十年中推動(dòng)了以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。以太網(wǎng)在成本和性能方面取得了快速進(jìn)步,因?yàn)樵S多公司可以構(gòu)建在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之上運(yùn)行相同軟件堆棧的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。流行的通用串行總線 (USB) 也遵循以太網(wǎng)游戲計(jì)劃,為外圍設(shè)備互連提供免費(fèi)和開放的標(biāo)準(zhǔn),許多公司和組織都接受該標(biāo)準(zhǔn)以對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。與以太網(wǎng)和 USB 一樣,RISC-V 是一種開放標(biāo)準(zhǔn)(也由基金會(huì)運(yùn)行),允許許多組織設(shè)計(jì)硬件,從而促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)以提高其性價(jià)比并開發(fā)提供 RISC-V 產(chǎn)品的豐富的共享軟件生態(tài)系統(tǒng)在許多市場(chǎng)。與以太網(wǎng)和 USB 一樣,您可以購(gòu)買 RISC-V 硬件、自行構(gòu)建、許可設(shè)計(jì)或下載開源設(shè)計(jì)。
謬誤二:選擇成熟的封閉式 ISA 比選擇開放式 RISC-V 更安全。
有一個(gè)事我們很容易忘記,那就是封閉的 ISA 與擁有它的公司的成功息息相關(guān),如果公司步履蹣跚,它就會(huì)消失。例如,曾經(jīng)流行的 DEC VAX、DEC Alpha 和 Sun SPARC ISA 已經(jīng)絕跡。另一個(gè)很難讓人記住的事情是——封閉式 ISA 是一種知識(shí)產(chǎn)權(quán),可以出售給目標(biāo)與其前身不同的公司。例如,MIPS ISA 擁有超過六家所有者,到目前為止,Arm ISA 擁有三個(gè)東家:Acorn、ARM Holdings plc 和 Softbank。相比之下,RISC-V 是由數(shù)百家公司共同參與的中立開放標(biāo)準(zhǔn)組織 RISC-V International 推動(dòng)的。他們的集體利益通過這個(gè)非營(yíng)利基金會(huì)決定了 RISC-V 的發(fā)展。與以太網(wǎng)和 USB 一樣,RISC-V 不與任何一家公司的命運(yùn)掛鉤,因此對(duì)于公司軟件生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期發(fā)展來說,這是一種更為謹(jǐn)慎的選擇。
謬誤三:封閉的 ISA 沒有分散的軟件生態(tài)系統(tǒng)。較舊的封閉式 ISA 在其較長(zhǎng)的生命周期中遭受了無(wú)法預(yù)料的不兼容性。例子包括:盡管試圖共享 x86-64 ISA,但 AMD 和 Intel 需要不同的虛擬機(jī)。英特爾 AVX-512 非常分散(例如,ML 浮點(diǎn)格式 BF16 來來去去)。ARMv1 到 ARMv7 使用 32 位地址空間,但與提供 32 位和 64 位地址版本的 ARMv8-A 和后續(xù)版本不兼容。ARMv8-M 為舊的 32 位 ISA 添加了新功能,但與 ARMv8-A 不兼容。沒有比當(dāng)今邊緣設(shè)備的片上系統(tǒng) (SoC) 更分散的軟件環(huán)境了。它們包括許多不兼容的 ISA 和軟件堆棧,適用于多種類型和品牌的處理器(應(yīng)用 CPU、嵌入式 CPU、DSP、ML 加速器和 ISP)。一個(gè)原因是因?yàn)檫@些處理器使用不能用于第三方 IP 的封閉式 ISA,因此每個(gè)處理器塊都有自己的 ISA。
謬誤四:相比封閉式 ISA, RISC-V 的模塊化導(dǎo)致的軟件生態(tài)系統(tǒng)更加分散。自從我和我的同事開始提倡 RISC-V以來,這個(gè)謬論就一直存在,所以它并沒有被忽視。一些細(xì)分市場(chǎng)需要穩(wěn)定的 ISA 甚至二進(jìn)制兼容性,RISC-V 通過配置文件解決了這些問題。他們從標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展中指定了一組 ISA 選擇,為市場(chǎng)上的大多數(shù)用戶獲取最大價(jià)值,使軟件社區(qū)能夠?qū)①Y源集中在構(gòu)建合適的軟件生態(tài)系統(tǒng)上。同樣,硬件供應(yīng)商圍繞標(biāo)準(zhǔn)配置文件構(gòu)建他們的產(chǎn)品,以確保他們的設(shè)計(jì)將獲得主流軟件支持。例如,RISC-V 為 64 位地址的 UNIX 系統(tǒng)提供它們。配置文件是構(gòu)建便攜式應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。除了配置文件之外,RISC-V ISA 還提供了令人興奮的可能性,即具有自定義增強(qiáng)功能的通用基礎(chǔ) ISA 和跨 SoC 的許多處理器的共享軟件堆棧。RISC-V 可能會(huì)顯著減少當(dāng)今 SoC 軟件生態(tài)系統(tǒng)的碎片化。
謬誤五:鑒于以上幾點(diǎn),RISC-V 不可能成為主導(dǎo) ISA。只要同時(shí)存在 32 位和 64 位地址版本,就可以在從嵌入式系統(tǒng)到超級(jí)計(jì)算機(jī)的任何地方使用單一基礎(chǔ) ISA,這在技術(shù)上沒有分歧;主要爭(zhēng)論是商業(yè)爭(zhēng)論,即它應(yīng)該是封閉式 ISA 還是開放式 ISA。如果我們真的實(shí)現(xiàn)了計(jì)算的通用語(yǔ)言,那么不言而喻的是,將整個(gè)信息技術(shù)行業(yè)的命運(yùn)與一家公司的命運(yùn)聯(lián)系在一起就太危險(xiǎn)了。如果我們可以依賴一個(gè)免費(fèi)和開放的標(biāo)準(zhǔn),就像我們對(duì)網(wǎng)絡(luò)和外圍互連所做的那樣,那將會(huì)更加安全。
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