RISC-V提供了一種設(shè)計計算機芯片的新方法，節(jié)省了科技公司的時間和金錢，也允許他們?yōu)樵O(shè)備配備完全符合自己需求的芯片。從筆記本電腦到自動駕駛汽車系統(tǒng)，基于RISC-V的芯片正在越來越多。



計算機芯片是現(xiàn)代生活的必需品。我們的手機、汽車、電腦和越來越多的其他設(shè)備都需要它們——疫情引發(fā)的全球芯片短缺仍然揮之不去，這表明芯片的缺乏會對經(jīng)濟產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。
芯片如此重要的原因是它們是我們設(shè)備的“大腦”，處理和存儲從軟件程序中獲得的信息。

為了確保芯片能夠理解這些編碼指令，芯片設(shè)計者用基本的“詞匯表”編程，其中可能包括“加法”、“比較”或“存儲到內(nèi)存”等命令。
這個詞匯表是芯片的“指令集”，“指令集架構(gòu)”（ISA）定義了芯片支持的指令集，以及芯片如何接收命令等等。


現(xiàn)狀


雖然任何人都可以發(fā)明新的ISA，但目前有兩家公司主導(dǎo)著科技行業(yè)：英特爾的x86和ARM有限公司的ARM。前者通常用于計算機、筆記本電腦和服務(wù)器中的芯片，而后者在移動設(shè)備的芯片中更為普遍。
僅僅幾個isa的優(yōu)勢意味著軟件開發(fā)人員不必經(jīng)常重寫代碼——為一個ARM芯片設(shè)計的程序?qū)⑴c其他ARM芯片兼容——但這些流行isa的缺點是它們是專有的，用戶必須花錢才能訪問它們。
這意味著，如果一家初創(chuàng)公司希望他們正在開發(fā)的筆記本電腦能夠運行為x86芯片編寫的軟件，則需要從英特爾獲得x86 IP許可并構(gòu)建自己的芯片，或者購買由英特爾或其他授權(quán)廠商制造的現(xiàn)成x86芯片。
無論哪種情況，他們都將花錢購買ISA，而這可能并不完全是他們的設(shè)備所需要的。

2010年，加州大學伯克利分校（UC Berkeley）開發(fā)了一種新的架構(gòu)RISC-V（發(fā)音為“risk five”），與x86或ARM不同，它是一種開放標準，這意味著任何人都可以自由訪問它并為其開發(fā)做出貢獻。
隨著基于RISC-V的芯片出現(xiàn)，在從筆記本電腦到自動駕駛汽車系統(tǒng)的各個領(lǐng)域，這種架構(gòu)現(xiàn)在終于從一種新奇的事物轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)世界的主要參與者。
美國宇航局計劃在未來的太空任務(wù)中使用基于RISC-V的CPU，雖然還沒有RISC-V智能手機，但谷歌正在準備一款——2022年12月，谷歌宣布其Android操作系統(tǒng)除了支持ARM和x86之外，還將支持RISC-V ISA。
RISC-V International是一家總部位于瑞士的非營利組織，負責協(xié)調(diào)RISC-V的開發(fā)和采用，在2019年2月只有235名成員，但今天，它擁有超過3180名成員，包括許多科技巨頭，如谷歌、華為和Meta。
英特爾本身甚至加入了這個非營利組織，并計劃使用一個新的10億美元的代工基金的一部分來支持RISC-V開發(fā)和采用，大概是希望它將成為真正為客戶制造RISC-V芯片的公司。


更好的芯片


RISC-V的吸引力不僅僅在于芯片開發(fā)人員可以免費訪問該架構(gòu)，還體現(xiàn)在模塊化設(shè)置，可以更容易地創(chuàng)建針對特定功能進行優(yōu)化的芯片，而無需任何不必要的額外工作。
“作為一個開放的架構(gòu)，RISC-V提供了比封閉的、專有的ISAs更多的靈活性、可伸縮性和可擴展性，”RISC-V國際公司的首席執(zhí)行官Calista Redmond說。
“由于RISC-V是一種可擴展的ISA，公司可以輕松實現(xiàn)最小指令集，并添加定義的擴展和自定義擴展，為這些新的創(chuàng)新工作負載創(chuàng)建自定義處理器，”她補充道。
正如RISC-V International的CTO Mark Himelstein告訴MIT Technology Review的那樣，這種方法可以節(jié)省開發(fā)人員的金錢和時間。他舉了耳塞制造商Bluetrum的例子，該公司使用開放標準來構(gòu)建它所需要的東西。
“如果沒有使用RISC-V，他們將不得不購買一個比他們想要的更多能力的商業(yè)芯片，要么他們將不得不設(shè)計他們自己的芯片或指令集。但事實上，他們兩個都不想要，”Himelstein解釋說。


生態(tài)系統(tǒng)


RISC-V生態(tài)系統(tǒng)正在快速增長，支持者希望看到該架構(gòu)在未來得到更廣泛的應(yīng)用。
“我們2022年的愿景是讓RISC-V無處不在，隨著RISC-V在汽車、航空航天、數(shù)據(jù)中心以及消費設(shè)備等各個領(lǐng)域的采用和開發(fā)，這一愿景已經(jīng)真正實現(xiàn)，”Redmond說。
“隨著這股浪潮的到來，市場上已經(jīng)有數(shù)十億個RISC-V內(nèi)核，隨著世界各地公司和國家接受RISC-V，我們預(yù)計2023年還會有數(shù)十億個內(nèi)核，”她繼續(xù)說道。（鐠元素；英文鏈接http://www.freethink.com/hard-tech/risc-v）