2021年RISC-V會(huì)有什么大變化？

作者 | 包永剛

出品 | 雷鋒網(wǎng)產(chǎn)業(yè)組

RISC-V的關(guān)注度越來越高，開源的理念也正在被越來越多的開發(fā)者和公司接受。對(duì)于尚不成熟的RISC-V而言，無論是規(guī)范和技術(shù)的演進(jìn)還是生態(tài)的建設(shè)，還有人才和專利都還有不小挑戰(zhàn)。

2021年RISC-V的規(guī)范會(huì)有怎樣的演進(jìn)？生態(tài)建設(shè)又會(huì)有什么大動(dòng)作？

RISC-V基金會(huì)CTO Mark I.Himelstein在本周舉行的第二屆RISC-V國際開源論壇上分享了RISC-V規(guī)范的最新進(jìn)展。Mark說：“我們?cè)?019年底的時(shí)候增加了一些擴(kuò)展指令集，會(huì)放到RVA20、RVM20中。RISC-V基金會(huì)的目標(biāo)是提供頂層的指導(dǎo)，讓RISC-V能夠解決不斷變化的市場需求。”

2021年，RISC-V標(biāo)準(zhǔn)會(huì)進(jìn)一步演進(jìn)，新增多個(gè)特性。Mark介紹，今年會(huì)增加對(duì)向量的支持，能夠大幅降低指令數(shù)量，以前可能需要1000個(gè)指令完成的工作，有了向量支持之后就可以降低到1個(gè)。

除了支持向量，RISC-V還將新增對(duì)浮點(diǎn)格式的支持，這對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來說非常重要，可以減少指令。

另外RISC-V還會(huì)支持位操作，這是以前RISC-V缺失的部分。還有新增Packed SIMD以及虛擬內(nèi)存，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)緩存的管理。

安全性方面，RISC-V也將支持TEE和AES-128加密。

Mark表示，這些工作很多會(huì)在2021年完成，2022年開始使用。在推進(jìn)RISC-V標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的同時(shí)，RISC-V基金會(huì)也會(huì)定義RISC-V平臺(tái)，平臺(tái)定義的工作會(huì)在11月完成，明年1月份正式推出發(fā)行版。

“有了平臺(tái)的定義，就會(huì)限制發(fā)行版的變化，這樣不僅有完整的描述，還可以讓軟件有針對(duì)性的優(yōu)化和定制，完成一些初始的目標(biāo)，包括推出Linux開發(fā)板以及推出RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）。” Mark解釋。

雷鋒網(wǎng)了解到，RISC-V平臺(tái)的定義包括標(biāo)準(zhǔn)、二進(jìn)制接口、設(shè)備樹等。考慮到對(duì)于更多應(yīng)用的支持，RTOS的版本目前暫未確定。

RISC-V基金會(huì)今年也會(huì)推進(jìn)小組貢獻(xiàn)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目的目的是促進(jìn)組織機(jī)構(gòu)和開發(fā)者之間的合作，包括架構(gòu)、編譯器、模型等方面。

Mark多次強(qiáng)調(diào)，一個(gè)ISA（指令集架構(gòu)）被大家直接看到的只是冰山一角，背后的生態(tài)，包括工具鏈、運(yùn)行時(shí)、仿真器等等更為龐大且不容易被看到。

生態(tài)的建設(shè)是一個(gè)非常長期的過程，對(duì)于當(dāng)下的RISC-V而言，開發(fā)板非常重要。

RIOS Lab （RISC-V國際開源實(shí)驗(yàn)室）聯(lián)合主任譚章熹此前就對(duì)雷鋒網(wǎng)表示：“作為新的智能架構(gòu)，需要花費(fèi)太高的硬件成本會(huì)阻礙RISC-V的進(jìn)一步拓展。當(dāng)然，發(fā)展RISC-V生態(tài)需要品質(zhì)足夠高的硬件，兼顧成本，以及易于開發(fā)以及有一個(gè)繁榮的社區(qū)都非常重要。”

在本周的論壇上，全志科技產(chǎn)品研發(fā)中心總經(jīng)理孫彥邦說：“現(xiàn)在RISC-V最缺的就是開發(fā)板，無論是做IP驗(yàn)證還是軟件很多開發(fā)者和公司都是在FPGA上。為此，全志即將推出RISC-V的開發(fā)板。”

好消息是，現(xiàn)在已經(jīng)有幾款RISC-V開發(fā)板可供選擇。RIOS Lab在去年八月發(fā)布了首款可運(yùn)行Linux的芯片級(jí)全開源、低功耗、體積小的RISC-V微型電腦系統(tǒng)PicoRio。PicoRio延續(xù)RISC-V開源的特性，采用的是全開源模式，也就是從CPU設(shè)計(jì)，到PCB電路板設(shè)計(jì)，再到操作系統(tǒng)核心軟件將全部開源。

PicoRio對(duì)標(biāo)的是已經(jīng)出貨超3000萬的樹莓派開發(fā)板，目標(biāo)是提供工業(yè)級(jí)的開源IP和開源軟件，相比樹莓派有更開源、更低功耗、更安全的特性。譚章熹在論壇上分享了PicoRio的路線圖，會(huì)在PicoRio 1.0的基礎(chǔ)上一步步提升。

目前已經(jīng)發(fā)布的PicoRio 1.0基于本地化開源64位 RISC-V 多核處理器芯片，支持Google V8 JavaScript引擎。

除了PicoRio，賽昉科技在本月發(fā)布了最低售價(jià)119美元的RISC-V AI單板計(jì)算機(jī)星光（BeagleV），星光AI單板計(jì)算機(jī)基于賽昉科技的首顆RISC-V AI視覺芯片驚鴻7100，集成4核CPU，工作頻率可達(dá)1.5GHz，支持Linux操作系統(tǒng)，AI算力最高可達(dá)6TOPS，可以完成各種復(fù)雜的視頻圖像處理與智能視覺計(jì)算。

星光AI單板計(jì)算機(jī)的定位是在價(jià)格可接受的前提下提供足夠的性能，同時(shí)，與渠道和軟件合作伙伴共同推動(dòng)RISC-V的普及。

與RIOS Lab和賽昉科技的開發(fā)板略有不同，芯來科技能為RISC-V的教學(xué)提供開發(fā)板。芯來科技創(chuàng)始人兼CEO胡振波介紹，芯來科技的大學(xué)計(jì)劃與學(xué)校合作制定培訓(xùn)計(jì)劃，提供書籍、開發(fā)板和教具。目前，芯來的大學(xué)計(jì)劃已有與十多所高校合作，輸出的課程及方案在學(xué)校的科研實(shí)驗(yàn)及學(xué)生輔修拓展中得到廣泛應(yīng)用。

RISC-V基金會(huì)不斷推進(jìn)RISC-V規(guī)范的演進(jìn)，為RISC-V的發(fā)展提供上層的指導(dǎo)。RIOS Lab、賽昉已經(jīng)推出以及更多即將推出的RISC-V單板計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)一步促進(jìn)RISC-V生態(tài)的發(fā)展，吸引更多的開發(fā)者和軟件公司參與到生態(tài)的建設(shè)中。

但對(duì)于生態(tài)建設(shè)何時(shí)能夠成熟的問題，論壇上有嘉賓指出，RISC-V的開源價(jià)值何時(shí)能夠發(fā)揮作用難以達(dá)成共識(shí)，這也是許多大公司都加入了RISC-V基金會(huì)，但不少仍然在觀望的原因。RISC-V開發(fā)板的推出目的就是促進(jìn)RISC-V標(biāo)準(zhǔn)以及生態(tài)的成熟，讓RISC-V能夠能快發(fā)揮出價(jià)值。

談到RISC-V的價(jià)值，RISC-V基金會(huì)CTO Mark提到開源能夠讓在做相同工作的開發(fā)者和公司免去重復(fù)的工作，從而可以實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)造性的價(jià)值。開源的越早，可以獲取的價(jià)值越多，因?yàn)檐浖陂L期的維護(hù)中需要花費(fèi)大量資源，開源能夠降低成本。

孫彥邦從硬件層面分析，“因?yàn)楝F(xiàn)在RISC-V的IP還不夠小，所以從芯片PPA的角度看，RISC-V并沒有明顯的優(yōu)勢(shì)，我們選擇RISC-V是因?yàn)樗侨碌腎SA，而且開源，大家可以自由靈活的定制。”

仍需注意的是，RISC-V的發(fā)展除了技術(shù)的挑戰(zhàn)，還面臨著人才、專利等巨大挑戰(zhàn)。沒人能準(zhǔn)確預(yù)測RISC-V何時(shí)能爆發(fā)，但從目前的發(fā)展情況來看，業(yè)界大都持積極態(tài)度。