开源是当今最热门的话题之一,也是未来的趋势,就像 1998 年时任微软 CEO 的鲍尔默痛斥 Linux 是癌症,而如今的 CEO 却称“Microsoft love Linux”,因为开源“以人为本”,然而开源的商业化是一条必行却又难行的路。

 

如今的处理器、SoC 基本被 x86 与 ARM 这样封闭的指令集架构(ISA)所统治。所以谁能成为微处理器中的 Linux ,成为业界探讨与期待的事情。而目前 RISC-V 成为最受关注的对象。

 

5 月 8 日,第六届 RISC-V 技术研讨会在上海交通大学举行,这是 RISC-V 在华首度亮相。参会的国内外顶尖学者和企业人员超过 200 名,RISC-V 发明者创建的 SiFive 公司分享了 RISC-V 指令集和其相关前景应用。

 

RISC-V 开源指令集架构

早期的微处理器大部分为复杂指令集(CISC)架构,即设计尽可能复杂的指令来完成任务,究其原因是当时的编译技术不发达。随着时间的推移与技术的发展,精简指令集(RISC)应运而生,IBM 801 便是较早用精简指令集的理念来设计的系统,并发展成为了今天的 Power 架构。

 

 

RISC-V 顾名思义就是第五代 RISC。2014 年,加州大学伯克利分校(UCB)的研发团队设计开发除了这套完整的新的指令集 RISC-V,同时也包含了移植好的编译器、工具链、仿真器,并经过数次流片验证,同时 Chisel 作为一种新的硬件构建语言也被开发了出来。

 

 

与 x86 以及 ARM 占据各自一亩三分地不同,RISC-V 覆盖 IoT 设备、桌面计算机、高性能计算机等众多领域。

 

 

 

其实在 RISC-V 到来之前,已经有几种开源指令集架构的存在,比如 SPARC V8、OpenRISC。既然已经有开源指令集架构,为何还要研发 RISC-V?因为 OpenRISC 的许可证为 GPL,意味着所有的指令集改动后都必须开源。而 RISC-V 的许可证为 BSD License 授权,即用完无需开源。

 


 

RISC-V 的商业化之路
“我们要创造新的商业模式”SiFive 公司产品及业务拓展副总裁刚至坚如是说。SiFive 是率先依托 RISC-V 架构做起生意的公司,也是原汁原味继承 RISC-V“血统”的公司,由 RISC-V 开创者 KrsteAsanovic,以及 Yunsup Lee 和 Andrew Waterman 所创建,目前三分之一的员工为 RISC-V 研发团队的成员。

 

刚至坚先生介绍到,目前 SiFive 有两类产品,一类是 CPU Core IP,另一类是 Freedom SoC,包括 Freedom Everywhere 平台(为微控制器、嵌入式产品、物联网和可穿戴应用而设计)及 Freedom Unleashed 平台(机器学习、存储和网络应用)。产品面向大中小客户,目前也全部覆盖到了这些客户。产品依然维持开放原始码,这样可以与开源社区相结合,用户在没有芯片的情况下就可以开始撰写软体,因为芯片内部功能的规格定义是可见的。

 

摩尔定律遇到瓶颈是近年来半导体业最深刻的变化,尽管在工艺制程方面仍在向前推进,但是价格却成走高的趋势。刚至坚先生表示 Sifive 的优势是定制化 RISC-V 半导体产品,可帮助系统设计师缩短上市时间,减少成本费用,让定制硅芯片产品更加大众化。而授权的价格是固定的,客户直接在 SiFive 网站上进行购买就可以使用,且不需要版税。相比之下,ARM 等芯片设计授权不仅价格不透明而且流程相当复杂,小公司拿到授权的难度也比较大。

 

SiFive 首席技术官和联合创始人 Yunsup Lee 表示:“通过‘调研 - 评估 - 购买’模式,我们让获得 Coreplex IP 访问许可变得像购买任何软件服务一样易如反掌。” 

 

同时,RISC-V 的源代码都是开放的,所以客户能够完全检查 RTL,以确保最高信任级别以及具有相当大的灵活性。

 

SiFive 开源硬件成果

SiFive 32 位处理器 Coreplex E31 面向的目标市场是物联网、可穿戴和低功耗设备;64 位的 Coreplex E51 是一款嵌入式内核,也是作为控制工具的理想解决方案,或是更大的 64 位片上系统中的微型内核。

 

在 2016 年 11 月 SiFive 推出了 Freedom Everywhere 310(FE310)片上系统和 HiFive1 低功耗开发板。

 

 

尽管相较于 x86 与 ARM,RISC-V 还是那么弱小,但是 RISC-V 正试图挑战现行主流的指令集架构。RISC-V 的基本生态圈已经建立起来,但是也面临种种挑战,比如在桌面、服务器和高端嵌入式领域已经形成了技术、专利和生态环境壁垒,RISC-V 想打入还需要时日。而在新型的物联网等市场似乎有更多进入的机会。目前 SiFive 是 RISC-V 商业化的探索者,未来可能成为领导者。

 

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