RISC-V生態(tài)處于起步期，歡迎開發(fā)者使用、分享和完善

　　王瑩 《電子產(chǎn)品世界》

　　RISC-V以開放的指令集和學(xué)術(shù)化的設(shè)計(jì)，正在吸引越來越多愿意嘗試新事物、面向未來設(shè)計(jì)的開發(fā)人員。不過，RISC-V在社區(qū)、生態(tài)和商業(yè)化方面還大有潛力可挖，以打造成像Linux社區(qū)一樣的大家共同去維護(hù)、服務(wù)和完善的生態(tài)系統(tǒng)。

　　2019年5月，RISC-V基金會(huì)在中國(guó)五座城市開展RISC-V免費(fèi)入門活動(dòng)。在北京站，電子產(chǎn)品世界等媒體訪問了RISC-V基金會(huì)新任CEO（首席執(zhí)行官）Calista Redmond女士，請(qǐng)她介紹了RISC-V的生態(tài)和基金會(huì)的發(fā)展?fàn)顩r。

　　1 中國(guó)及世界各國(guó)RISC-V發(fā)展情況

　　現(xiàn)在有幾個(gè)RISC-V活躍的地區(qū)，歐洲、美國(guó)、中國(guó)、印度等，大家都在非常積極地參與，也有不同的側(cè)重點(diǎn)。中國(guó)和印度，從國(guó)家層面在幫助RISC-V發(fā)展為具備國(guó)際領(lǐng)先的水平。美國(guó)對(duì)于RISC-V在設(shè)計(jì)層面，從實(shí)施到嵌入都具有濃厚的興趣。

　　2 RISC-V在哪些領(lǐng)域應(yīng)用得較多

　　RIS -V適合不同的領(lǐng)域。根據(jù)現(xiàn)在的情況，基金會(huì)之所以要設(shè)計(jì)模塊化，就是為了能夠有不同的領(lǐng)域允許不同的優(yōu)化，但是優(yōu)化程度是不一樣的。過去像Arm或者是Intel x86，它們的指令本身是不能取消的，不管你在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，都要全部實(shí)現(xiàn)。

　　而RISC-V因?yàn)橛心K化，所以除了有為系統(tǒng)軟件兼容性所需的最基本的指令，其他不需要領(lǐng)域的指令可以直接去掉。就現(xiàn)在來考慮，起碼有幾個(gè)方面：一是低功耗。第二，有些是針對(duì)性能方面。所以RISC-V并不只是針對(duì)某一個(gè)特定領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，而是在所有領(lǐng)域都可以有針對(duì)性地選擇系統(tǒng)優(yōu)化。

　　現(xiàn)在RISC-V才剛剛開始，側(cè)重于嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算等。盡管邊緣計(jì)算比較新，但是因?yàn)槭切碌膽?yīng)用領(lǐng)域，是很有優(yōu)勢(shì)的，大家在積極開發(fā)過程中。

　　因此，RISC-V 已經(jīng)考慮到不同領(lǐng)域的需要，希望大家能發(fā)現(xiàn)更多其他新的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　3 如何加入自己的指令

　　實(shí)際上可以按自己想要的應(yīng)用去加指令，但并不一定是最好的方式。起碼有三點(diǎn)可以認(rèn)真地考慮。

　　第一，RISC-V基金會(huì)提供一套標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展指令集。通過這種統(tǒng)一的擴(kuò)展指令集，可以確保上層軟件和底層硬件的通用性。

　　第二，如果開發(fā)者想要深度定制，可以在預(yù)留位置上去自定義指令集，并不會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)指令集沖突。

　　第三點(diǎn)，也是最重要的一點(diǎn)，如果你愿意把你的市場(chǎng)擴(kuò)大，使更多人來分享，你可以向基金會(huì)提出來，由大家一起討論。如果得到大家的一致認(rèn)可，那就可以作為一種標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展。

　　4 RISC-V生態(tài)還處于起步期

　　起步階段有一個(gè)問題：現(xiàn)在看起來好像大家都在等別人邁出第一步，因?yàn)榫哂幸欢ǖ娘L(fēng)險(xiǎn)性——對(duì)于投入與回報(bào)是否成正比是未知的。但是實(shí)際上，第一個(gè)吃螃蟹者是有優(yōu)勢(shì)的，只是現(xiàn)在這種優(yōu)勢(shì)還很難定義。所以，大家對(duì)此都有一些猶豫。RISC-V基金會(huì)希望使大家把這種顧慮降到最低，使它變成不是單獨(dú)一個(gè)人解決所有的難題，而是大家協(xié)作把問題講清楚，然后一步步地起來。

　　那么，RISC-V基金會(huì)是否可以借鑒Linux基金會(huì)的一些成功經(jīng)驗(yàn)？實(shí)際上，RISC-V基金會(huì)正在借助Linux基金會(huì)的很多資源，尤其是成員的管理和客戶支持方面，以及各種各樣的服務(wù)、后勤等方面的經(jīng)驗(yàn)。此外，Calista本人在Linux基金會(huì)工作有十余年，所以可以利用二者內(nèi)部間的工作關(guān)系來幫助RISC-V基金會(huì)的發(fā)展。

　　5 RISC-V的兼容性

　　RISC-V是指令集開源，但是內(nèi)核架構(gòu)需要自己寫，所以做出來一個(gè)芯片可能引腳不兼容。此外，應(yīng)用軟件似乎也不是特別多。關(guān)于內(nèi)核架構(gòu)和軟件的問題如何解決呢？

　　首先，RISC-V基金會(huì)在芯片層面和平臺(tái)層面都在定義?，F(xiàn)在開源的是指令集架構(gòu)（ISA），后面還會(huì)有新的標(biāo)準(zhǔn)在定義。所以基金會(huì)并不是僅僅只定義ISA。

　　第二，軟件的兼容性也一直是主要考慮的一個(gè)方面。作為一個(gè)指令集，關(guān)鍵要解決的問題是軟硬件的接口。譬如說對(duì)于芯片不同的引腳，根據(jù)“核”用在不同的領(lǐng)域，它的引腳數(shù)也是不同的。就像Arm和Intel，如果要持續(xù)幾十年之久，肯定應(yīng)用領(lǐng)域是不斷變化的。但是上面所有的軟件，尤其是主要的軟件，如果因?yàn)槟愕囊_數(shù)的變化都要變化，這個(gè)工作量是不可承受的。所以，在清晰地定義了軟硬件接口的情況下，能夠保證軟件的兼容性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬件實(shí)現(xiàn)的重要性；而且，為了保證軟件的兼容性，硬件是允許差異化的。

　　為了進(jìn)一步豐富RISC-V的操作系統(tǒng)及軟件工具，RISC-V基金會(huì)現(xiàn)在正在跟一些比較關(guān)鍵的軟件公司，尤其是操作系統(tǒng)（OS）公司，包括Red Hat（紅帽）等公司聯(lián)系，從而借鑒其適合RISC-V的內(nèi)容用來支持RISC-V。

　　6 RISC-V的商業(yè)模式

　　目前RISC-V基金會(huì)的成員主要分為兩大類，大多數(shù)現(xiàn)在已經(jīng)擁有相關(guān)業(yè)務(wù)。所以對(duì)商業(yè)模式來說是兩點(diǎn)：一個(gè)是RISC-V允許你創(chuàng)新。像Arm和x86是不開放的（筆者注：Arm不開放系統(tǒng)架構(gòu)和指令集，Intel不開放內(nèi)核），不允許你創(chuàng)新的。第二是降低成本，包括一些許可證之類的。這兩點(diǎn)是針對(duì)現(xiàn)在擁有業(yè)務(wù)的成員。

　　對(duì)于初創(chuàng)公司，希望RISC-V能夠作為他們的起步基礎(chǔ)，因?yàn)樵诔跏荚O(shè)計(jì)的時(shí)候RISC-V就是比較簡(jiǎn)化的，使得你的起步比較快。還有一個(gè)是軟件的兼容性。用戶可以使用其他的系統(tǒng)，或者集中到一個(gè)部分，就可以使其在上下游間獲取一些客戶。

　　7 歡迎使用、分享和貢獻(xiàn)

　　作為基金會(huì)成員，你做了一個(gè)完整的系統(tǒng)，你不一定跟別人分享，但是如果其他成員愿意分享，你可以使用。所以在這個(gè)過程中，可以簡(jiǎn)化和加速你的開發(fā)速度，降低開發(fā)成本。

　　但是，如果你跟別人分享，你會(huì)收獲到什么呢？因?yàn)槟闼统鋈サ膬?nèi)容是免費(fèi)的，你交出去以后收到的是名譽(yù)，以及他人使用后的反饋，讓你認(rèn)識(shí)到你設(shè)計(jì)中的一些缺陷。

　　還有就是你挑你需要的，別人挑別人需要的，希望通過這樣的共享來取長(zhǎng)補(bǔ)短。

　　當(dāng)然，貢獻(xiàn)作為一個(gè)成員不是必須要求的。比如說我們打球，其實(shí)每個(gè)成員與看客都是重要的。盡管你沒有技術(shù)上的直接貢獻(xiàn)，但是，你會(huì)影響到社會(huì)及市場(chǎng)的接受，這就擴(kuò)大了這個(gè)技術(shù)的影響力，從這一點(diǎn)來說也是有意義的。

　　8 相比其他架構(gòu)的門檻

　　那么，相比拿到Arm授權(quán)和拿到RISC-V授權(quán)，設(shè)計(jì)的門檻是更高了，還是更低了？這主要還是看這家公司本身的技術(shù)能力和側(cè)重的產(chǎn)品。各種應(yīng)用的要求都不一樣，涉及到的因素也很多（如表1）。所以很難說RISC-V一定比Arm好，或者是Arm一定比RISC-V好。

　　（在此，電子產(chǎn)品世界記者補(bǔ)充一下：RISC-V面臨的問題也是跟所有處理器芯片面臨同樣的問題，就是生態(tài)問題，即在那種獨(dú)立控制自己很小的微型生態(tài)環(huán)境當(dāng)中，例如有些領(lǐng)域，對(duì)于所有的軟件/生態(tài)，開發(fā)者自己可以全部控制，諸如我一家可以重新編譯一遍，是可以發(fā)展的。但是在已經(jīng)廣泛存在的生態(tài)中，例如PC和手機(jī)生態(tài)中，機(jī)會(huì)可能不大。因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為Intelx86在PC與服務(wù)器領(lǐng)域生態(tài)很成熟，Arm在手機(jī)領(lǐng)域生態(tài)已成熟。）

　　9 基金會(huì)的下一步議題

　　不同的客戶、成員的需求不同。從基金會(huì)的角度來說，首先表1 RISC-V與Arm、Intel的簡(jiǎn)要比較 是確認(rèn)一下這個(gè)需求是不是有廣泛性、代表性的，然后再確認(rèn)如果要滿足這些需求，哪些是關(guān)鍵成員，之后再?gòu)幕饡?huì)的角度把大家組織起來共同討論來確定。

　　從基金會(huì)的角度來看，并不是一定要定義這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)要有什么，而是讓成員們提出和討論需要什么。更關(guān)鍵的是大家能夠一起貢獻(xiàn)，來決定這個(gè)內(nèi)容，而不是由RISC-V來指定。

　　本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第6期第86頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處