RISC-V利弊

更简单、更快、低硬件免费、开放、简单的指令集架构?虽然这听起来好得令人难以置信,他们正在努力这样做与RISC-V指令集架构(ISA)由加州大学伯克利分校的工程师,现在由一个基础。

它已经一段时间了摩尔定律没有提供同样的好处就像过去一样,不再独立,通用处理器将最大的创新。

“钱不应该进入处理器,一定,”泰德•斯皮尔斯说,高级技术总监、产品架构和规划MicrosemiSoC的业务单元,RISC-V基金会的董事会成员。“处理器成本应下来,然后你和加速器创新最重要的是,新的架构,等等。”

从技术上讲,管理复杂性的能力已扩大到一个32位RISC微处理器是不再被认为是一个复杂的对象,指出Wingard,首席技术官超音速。

“门槛作为微处理器指令集架构都是关于软件和生态系统,”他说。“没有魔力底层技术的微处理器,一般。RISC-V本质上需要下一个逻辑层面说,“让我们试图捕捉一个指令集架构和足够的结构和自动化,让我们一起建立家庭的处理器更容易。,我们将选择分配是一个开源的IP,这样社区可以添加。“开源运动的各个方面,它可配置处理器方面的运动,它有机会重组我们如何看待微处理器IP的成本。”

商业的市场可能会相同的模型作为Linux,在商业供应商加入自己的IP和支持。商业RISC-V核心供应商包括英伟达、安第斯山脉的技术、Cortus Codasip。

RISC-V-based火箭核心映射到ZedBoard运行Linux。来源:HotChips。

今天的主要账户使用x86,手臂,弧,MIPS和PowerPC,连同其他账户下罩用于gpu和需求方。但RISC-V是取得了一定的进展。英伟达宣布其soc将包含一个RISC-V控制处理器。安第斯山脉的技术,一个供应商风潮,同样采用RISC-V 64位体系结构。

RISC-V从架构的角度来看,既简单又优雅,说Anush莫汉达斯·,营销副总裁和业务发展NetSpeed系统。但是有更多的处理器比处理器本身的成功。

“关键问题是软件生态系统,”莫汉达斯·说。“他们会如何发展?这是整个鸡生蛋还是蛋生鸡的问题。有更多的开发人员比设计。有人来启动这个过程。这是英特尔在数据中心空间的原因,为什么手臂主导移动空间。是的,它的一部分是架构。但这是生态系统的一部分。一旦上涨势头,就必须打破模具与新建筑的东西。RISC-V正在对冲其赌注在新兴的物联网空间因为没有单一的大统一的平台。 RISC-V has an opportunity there.”

的支持者同意RISC-V平台。Krste Asanovic教授加州大学伯克利分校RISC-V基金会主席,也是SiFive创始人之一,它是商业化的版本。(https://新利体育下载注册www.es-frst.com/sifive-low-cost-custom-silicon/)。“一小群RISC-V是相当简单的实现,这开辟了许多不同的可能性RISC-V中心更多的品种在市场上,”他说。“工程团队做设计需要一个处理器可以找到一个版本来自多个供应商的符合他们的需求,甚至开源——或者他们自己可以做一个设计。自由是最大的属性在这里。”

Asanovic认为RISC-V可以公平竞争,让供应商的质量或定制的实现。

采用挑战
然而,任何新技术的挑战。RISC-V,令ISA连贯的一个障碍是作为一个标准。

“如果RISC-V片段,它将只是一个十几个不同RISC-V开设个人储蓄账户,不兼容,所以基金会的目标是确保有一个标准,“Asanovic说。“大多数的核心供应商明白RISC-V大的好处是常见的软件堆栈。的开发成本远远超过任何核心的开发成本。这是一个很大的吸引其他核心供应商。他们不需要维护编译器、链接器,操作系统,其他的一切。它是由社区。”

这需要时间达到一定程度的成熟和可信赖性,然而。

“如果你使用一个占主导地位的指令集架构的今天,没有调试环境的五个选择,“超音速”Wingard说。“你名字其他世界各地的支持,并有多种选择的供应商拥有悠久历史和易于理解的商业模式。RISC-V世界将不得不重新创建,或者指出如何适应现在最主要的生态系统芯片设计的手臂生态系统。RISC-V五个核心的商业供应商必须做出自己的决定,这是一个巨大的障碍RISC-V努力。”

RISC-V收养的另一个障碍是优化的实现技术。“他们有工作的核心,他们已经证明,但是他们会基准和第七代核心实现商业指令集架构?可能不是,不是,”Wingard说。“有很多角落照顾,有时在应用程序。有相当重要的工作需要。一个能使一个论点,在大量的soc, CPU应该被称为控制处理单元,不是中央处理单元,控制处理器的实际吞吐量可能并不重要。但对于这些芯片设计的人,他们从来没有确定。这就像一种他们宁愿设计余量。对于一个给定的兆赫,他们宁愿有一个高效率的机器。”

因为RISC-V指令集可以延长一个用户,这些变化将如何影响核心与其余的芯片。“有几类,”他解释道。”一个是添加新类型的事务可以出来到NoC,也直接增加了口语能力紧密耦合的加速器,像手臂DynamiQ技术,他们有能力做一些直接附加AI协处理器的方法。”

Asanovic承认处理碎片是一个挑战。但是,创建基金会的管理标准和每个人签署。公司希望使用RISC-V商标首先必须通过兼容性测试。

另一个挑战是应对专利问题,他说。“我们非常小心在ISA的设计基础。很简单。我们喜欢称之为一个无聊的RISC,回到原来的RISC的原则。戴夫·帕特森做家谱搜索与本科生(加州大学伯克利分校),他们基本上显示所有指令的血统。ISA的基地,他们将其追溯到RISC我,RISC II, RISC三世,RISC第四。”

成员也在会员协议,同意不起诉对方基于ISA规范基础。如果他们这样做,他们失去了他们的权利。“然而,如果你看看其他专有账户的专利挑战,你真的没有保护,和你看到的诉讼,起诉公司B使用公司C的IP。最近我们看到的图形引擎,所以即使你买从X,一些公司将支持它。RISC-V也是如此。公司提供他们的核心,它们,补偿标准的商业条件下人们”Asanovic指出。

不成熟的,但越来越多
RISC-V仍不成熟。“这是早期,”Asanovic说。”并不是所有存在RISC-V这对其他的存在,但这是填写以难以置信的速度。开源社区喜欢这个主意,所以最好的和最聪明的志愿者来帮助我们港口的事情。”

尽管大多数项目使用RISC-V单片机类,Unix-class应用程序处理器需要长一点。今年在基金会的目标是有定义的标准Unix平台工程团队需要知道标准的Unix版本。

“一个大的里程碑是摆脱第一Unix开发人员开发板,这样他们就可以开始移植Unix,”他说。“RISC-V,插入点是真的在低端和高端,哪里有很多感兴趣的机器学习等新的应用程序加速器,网络处理或存储控制器,甚至超级计算机。在那个空间,人们乐于尝试新的账户。如果你想建立自己的芯片,在现有的范围非常有限,所以在高端做你自己的事情但是有一个像样的端口的软件为什么人们在高端感兴趣。如果你是一个大的云提供商,你想做自己的处理器芯片。RISC-V是他们可能会非常感兴趣的东西。在三到四年的时间,甚至有可能采用在大铁。”

设计流程的影响
实际上,从微体系结构的角度来看,RISC-V对设计流程的影响可能是巨大的。“如果你要使用现有的IP核心生态系统,因为您正在使用不同的接口,还有一些重大破坏,“Wingard说。“在合成、地点和路线,等等,没有影响。当我们开始起床到所需的基础设施的水平将芯片,因为调试基础设施和所有那些things-yes,有重大影响。RISC-V社区的一个领域是需要投入大量的努力成为富人的东西与技术可用。然后,在软件的水平,有大量的工作要做在库和设备驱动程序,等等。对于那些设计流程的阶段,这是一个群工作。”

莫汉达斯·只能看到一个问号在短期内,对设计流程的影响。“你有一个新的ISA,你有一个新的处理器。的短期影响是它必须彻底验证。你看到这在真正的时间。人们将问题如果这健壮。这是固体吗?这是去工作吗?当它被证明在硅和被证明在生产,然后这些东西消失。只有这样你看到的真正好处一个优雅的建筑和一个简单的架构。”

虽然RISC-V不是第一个开源ISA,这个计划已经在一个有趣的时间在整合模式下的半导体行业在过去的几年,指出拉维•Thummarukudy Mobiveil的首席执行官。“随着这个行业的成熟,重点是通过整合业务增长,和较小的球员很难取代现有的巨人在大多数细分市场也达到成熟。由于半导体制造成本的增加,投资小的创业公司,尤其是新CPU架构,已经减少。唯一真正的突破创新的可能性在CPU通过开源池集体创造力和可用资金。”

与此同时,云计算和物联网推动半导体消费。“数据中心方面,英特尔的ISA规则处理器市场,手臂和其他架构保持最小的市场份额,Thummarukudy说。“我不指望改变这一幕。然而,这是一个完全不同的故事在终点或传感器。这就是最大的创新是发生在今天的市场。物联网设备的处理器架构需要低功耗,具有成本效益的cpu可以给公司一个路径创新各种新soc与小预算。这也许是最大的好处RISC-V。”

同时,在其中的世界里,软件支持RISC-V ISA至关重要,而成功和失败的ISA很快将取决于稳定的软件生态系统被创建和维护,使许多新的应用程序开发RISC-V左右,他补充说。

格雷厄姆·贝尔,负责营销的副总裁Uniquify,同意RISC-V将推动物联网的活动空间,尤其是需要半导体设计IP可伸缩的特性,比如内存编译器,使处理器发展没有专有的路障。“RISC-V鼓励指令集的定义要解决的问题,节省硅和相关的成本,并允许的低功耗和过程性能要求。能够创造功能硅项目支出的二十万美元意味着酒吧已经大幅降低了谁能开始原型项目。我们甚至会看到众包的项目资金的企业家之外的传统设计社区。除了降低成本的条目,RISC-V消除版税支付专用CPU IP和保持持续的生产成本低,从而导致更多的产品被带到市场更快。”

Linux支持的关键里程碑是,RISC-V基金会认为这是为Linux 4.12支持RISC-V步伐,Microsemi的斯皮尔斯说。

在软件方面另一个考虑是有机会在硬件中使用开关转换软件方法,。“如果我是一个高级工程经理/工程总监/工程副总裁,我将使用一个开关RISC-V开始转变我的软件方法。你已经有一个过渡,你有一个开关,因为人们可能要使用新的调试器或其他工具RISC-V所以开始改变的方法,。太好的机会错过了,如果你是一个工程经理,”拉里Lapides负责销售的副总裁说治之。

不过,从商业模式的角度来看,RISC-V是毁灭性的,莫汉达斯·说。“这是整个开源的做事方式。它试图削弱的手臂模型建立或其他内核的cpu应该如何工作和如何应该重视。”

如果RISC-V成功,Wingard相信它将看起来更像Linux模型然后任何其他开源商业模式,因为通常大多数开源项目有一个很小的公司数量。“如果你想使用开放源代码在商业环境中,这不是不寻常的那群人的代码开源项目最终成为一种服务公司,让人感觉舒适的做在一个商业环境。但在Linux世界中有重竞争这个角色。没有单一的公司最大的贡献者到Linux内核,首先。其次,行代码的数量是巨大的。第三,一个操作系统本身并不是很有趣的没有一组库和应用程序构建块和编码的东西,所以有吨,吨,吨的特性。有很多组织,Red Hat是最大的,但绝不是唯一的一个。人们会非常兴奋Linux的不同变体,和他们有不同的商业模式如何支付,但本质上的大多数桌面计算现在运行在Linux上,和大部分的机器被用于商业目的。有一个费用支付到软件服务公司。他们已经得到一定程度的普遍性,这种服务模式和企业许可的模型作品。 We could see that here.”

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RISC-V错误;自旋波逻辑门;深入学习是老了。