开源计算
847字
2020-10-04 14:04
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火星译客

RISC-V是专利设计的替代方案

大多数微处理器——在计算机中执行繁重工作的芯片——都是基于指令集架构(ISAs)的设计而建造的,这种设计要么由美国巨头英特尔(Intel)拥有,要么由日本巨头Arm拥有。英特尔的ISAs支持台式电脑、服务器和笔记本电脑。Arm为手机、手表和其他移动设备提供动力。这两家公司共同主导着市场。例如,全球51亿部手机中,几乎每一部都依赖arm设计的ISA。然而,在过去的一年里,使用一种叫做RISC-V的ISA制造的芯片出现了小插曲。如果boomlet成为boom,它可能会极大地改变芯片行业,对Arm和Intel不利,因为不像这两家公司的ISAs是专有的,RISC-V是任何人、任何地方都可以使用的,而且是免费的。

ISA是对芯片如何在最基本的水平上工作的标准化描述,以及编写软件在其上运行的指令。打个比方,一栋房子可能有两层或三层、五间卧室或六间、一间或两间浴室。这取决于建筑师。然而,ISA就相当于坚持在每一间合适的房间里把相同种类的插座、水口和插座放在相同的位置,以便电工或水管工能立即找到它们,并携带正确的工具与之连接。

RISC-V为计算机设计师们提供了一种标准化插座和管道的方法,而无需获得垄断者中的任何一方的许可(以及支付版税)——因为任何公司或个人都可以从互联网上下载它。它最初是由加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的计算机科学家编写的,他们想要一个可以用于发表研究的指令集。ISAs的商业生产者不愿提供他们的产品,所以学者们决定努力编写自己的ISAs。

其成果RISC-V于2014年在加州的热芯片微处理器会议上首次亮相。它现在由一个非盈利基金会管理。虽然没有正式的版税,基金会并征求捐款支持公众利益手势从公司雇佣RISC-V架构曾经学者现在增殖商业化的工具。

这种激增有三个原因。最明显的是,没有版税意味着使用RISC-V比使用商业ISA成本更低。如果最终产品是像智能手机这样的高价产品,这可能不是一个大的考虑。但对于更便宜的设备来说,它的确是。此外,随着芯片被植入越来越多的产品中,如家用电器、城市基础设施和工厂设备,尽可能保持它们的价格低廉是有商业意义的。

第二个更微妙的优势是,与基于专利设计的芯片不同,那些涉及RISC-V的芯片无需冗长而昂贵的合同谈判就可以使用。涉及商业ISA的芯片设计的使用许可谈判可能需要6个月到2年的时间。在计算机的世界里,尤其是对一个资金紧张的初创公司来说,这是一种永恒。

人们转向RISC-V的第三个原因是开源本身的特性。由于指令集已经在网上发布,美国的出口控制并不适用于它。这使得它在中国的信息技术公司中特别受欢迎。总部位于杭州的电子商务巨头阿里巴巴于今年7月发布了其首款RISC-V芯片。上海市政府有一个项目,支持初创企业在设计中使用RISC-V。合肥的大型可穿戴设备公司华米正在大量生产含有基于RISC-V处理器的智能手表。在深圳,世界上最大的电子公司之一华为有一个开发团队正在研发RISC-V。在9月的一次采访中,华为消费电子业务的老板王成路指出,RISC-V基金会最近搬到了瑞士,不受美国的管辖,这将鼓励华为使用ISA。

RISC-V也有弱点。Arm已经花了几十年的时间来构建软件工具来与自己的设计协同工作,并花了大量时间帮助客户在自己的芯片上实现这些设计。目前用于RISC-V设计的工具还没有那么复杂。英特尔让事情变得更简单。它自己负责所有的开发、测试和制造,只向客户交付成品芯片。这种可靠性肯定会让这些公司的产品在一段时间内保持竞争力。

尽管如此,RISC-V似乎很有可能蓬勃发展,特别是在含有芯片的产品上,但这些产品不是智能手机或电脑。在过去的十年里,开源软件是智能手机繁荣的先决条件。开源硬件,比如RISC-V,可能会在未来十年带动其他设备的类似扩张。

这篇文章刊登在印刷版的科技版上,标题为“你自己的RISC”

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