電子發燒友網報道(文/吳子鵬)數日前,筆者采訪了賽昉科技資深銷售總監周杰,談到了高性能RISC-V的落地問題。高性能RISC-V將逐步落到開源社區、工業控制和通用消費等領域。在這個過程中,操作系統的重要性將逐漸提升。
為什么要這樣講呢?從傳統計算機來看,操作系統的功能是管理計算機系統的全部軟、硬件資源,合理組織計算機的工作流程,以達到充分發揮計算機資源的效率,為用戶提供使用計算機的友好界面。也就是說,操作系統既能夠幫助RISC-V芯片在系統中發揮最大價值,同時也是人機交互不可或缺的一部分。
雖然自2022年開始,高性能RISC-V芯片才開始密集地推出,不過目前已經有開源和商業軟件在積極籌備對RISC-V芯片的支持。
谷歌依然想獨霸RISC-V操作系統市場
在上一波移動智能大潮中,ARM架構+安卓系統成為最大的贏家。根據知名數據咨詢機構Strategy Analytics數據統計,截止目前為止,安卓系統全球市場份額約為80%,IOS系統全球市場份額約為18%,鴻蒙系統全球市場份額約為2%。
而在ARM架構背后,目前RISC-V架構發展的態勢迅猛,比當年ARM架構的速度更快,并得到了產業界的廣泛支持。在移動智能潮流中吃到紅利的谷歌目前正在致力于成為RISC-V移動設備操作系統市場的霸主,并且谷歌采取了多項措施。
2023年伊始,谷歌就官宣,未來安卓操作系統將支持RISC-V指令集架構。谷歌Android工程總監Lars Bergstrom表示:他希望RISC-V被視為Android中的“一級平臺”。
根據我們此前的報道,谷歌也參與創立了RISC-V RISE項目,并且RISE項目的主席 Amber Huffman便是谷歌公司的首席工程師。這個項目主要目標是打造基于RISC-V處理器的生態系統。在操作系統方面,如上所述谷歌已承諾將安卓操作系統移植到RISC -V ISA,讓RISC-V處理器將能夠更好地適用于移動設備和嵌入式系統;其次,RISE項目也致力于將RISC-V和Linux操作系統更好地結合,進而覆蓋從傳統嵌入式到服務器的多場景需求。
此外,谷歌也在嘗試打造一個開源的操作系統和平臺,以滿足RISC-V處理器在開源生態的發展。這個平臺被命名為 KataOS,利用了RISC-V和谷歌的硬件信任根OpenTitan。在KataOS里,谷歌與Antmicro合作開發了用于嵌入式硬件設計的Renode模擬器,允許快速的軟件/硬件設計并提供多核 RISC-V 平臺。雖然KataOS還處于早期階段,不過谷歌已經將其開源到GitHub論壇上,并提供一個用于證明 KataOS 的參考嵌入式平臺Sparrow。
能夠看出,谷歌在RISC-V操作系統方面有巨大的野心,想要通吃商用和開源RISC-V處理器市場。當然,有了安卓在前,谷歌完成這樣的壯舉也并不讓人太意外。
主流操作系統都在覬覦RISC-V
RISC-V要想更快地落地到更多的終端領域,操作系統是非常重要的一環,就如開篇所提到的,尤其是高性能RISC-V處理器面向的市場,操作系統可以說是必要的。
除了谷歌之外,其他較為主流的操作系統其實也在積極地支持RISC-V處理器的發展。
目前,Debian基礎架構中官方已經成功完成了RISC-V 64位(riscv64)的移植。雖然現階段Debian 12版本尚未支持RISC-V 64位架構,不過Debian團隊已經表示在Debian 13 "Trixie"中將進一步完善該支持,并提供官方的RISC-V支持。特別需要指出的是,Debian是最古老的GNU/Linux發行版之一,適用于服務器、工作站和桌面電腦等要求穩定的嵌入式設備。
和Debian一樣,主流的Linux操作系統發行版Fedora、Gentoo、Ubuntu、openKylin等幾乎都在支持RISC-V的發展。就以Ubuntu來說,此前有報道稱,Ubuntu已經支持國產廠商賽昉科技推出的賽昉VisionFive2。Canonical的硅聯盟總監Gordan markusov指出,Ubuntu和VisionFive2能夠讓開發者更好地使用開源軟件,更好地使用RISC-V。
在國內,華為的鴻蒙、阿里龍蜥、統信、RT-Thread和創維酷開系統等也已經都支持RISC-V架構。以華為鴻蒙來說,根據相關報道,不僅是鴻蒙系統兼容RISC-V架構,同時華為也自己開發了RISC-V系統和RISC-V開發板。
RISC-V在開源方面更大的野心
我們一直在強調,RISC-V作為一種開源的處理器架構,其發展路徑將會和傳統ARM架構存在明顯的差異性。除了像ARM架構一樣,由商業公司推動適配主流的操作系統以外,開源處理器適配開源軟件的模式則具有更大的魅力和前景。中國工程院院士倪光南也多次提到,“開源模式已從軟件領域走向硬件領域。”
在我們上面提到的系統中,比如Ubuntu、openKylin等都是基于開源系統打造,然后商業化運作。不過,這些操作系統最開始的初衷并不是應用于RISC-V處理器上,對于x86和MIPS等架構的支持才是第一要務。因此,針對RISC-V打造的開源操作系統便更值得產業界去關注。
我們在上面已經提到,谷歌在從事這方面的研發,KataOS已經有了雛形。在國內,“傲來”RISC-V原生操作系統幾乎也是在做同樣的事情,中國科學院軟件研究所副所長、總工程師武延軍表示,基于Yocto打造的“傲來”RISC-V原生操作系統面向AIoT場景,提供了RISC-V指令集軟件生態的全棧優化,目標是打造出一款安全、易用的RISC-V開源操作系統。
當然,我們并不是不看好目前的開源軟件和RISC-V適配打造的開源生態,這也會是一條有光明前景的發展路徑。相關公司主打的概念基本都是“全棧開源”這一理念,也就是開源RISC-V處理器適配開源操作系統,相關操作系統包括歐拉和OpenHarmony等。目前,RISC-V處理器已經獲得了OpenHarmony主線支持,Linux也已經在穩定版本中主線支持RISC-V。
后記
目前,市場上主流的操作系統基本都已經適配RISC-V處理器,這將讓RISC-V落地到更廣泛的領域中。對于開源生態,這是一個愿景宏達的模式,就連谷歌目前也在初期階段,還在進行摸索。不過,一個好的模式一定是能夠讓參與公司從中獲利的,RISC-V如何從軟件端更好地做到這一點,還沒有一個既定的答案。
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