David Patterson 撰文：关于RISC-V的五个谬误

来源：内容由半导体芯闻（ID:MooreNEWS）编译自eetimes。

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近日，图灵奖得主David Patterson 在eetimes投稿了一篇标题为《Examining the Top Five Fallacies About RISC-V》的文章。在这里，我们特意翻译，以飨读者。

以下为文章正文：在十多年的时间里，RISC-V 可以说至少已成为未来计算应用程序中第三重要的指令集架构 (ISA)。在接下来的几年里，为新项目选择专有 ISA 而不是开放式 RISC-V 可能会像选择以太网或 USB 的封闭替代方案一样令人惊讶。我和我在加州大学伯克利分校的同事预测，到本世纪末，未来产品开发的主导 ISA 将是开放的 RISC-V 架构。世界各地的公司已经在使用 RISC-V 进行设计，而且势头正在迅速增强，因此现在是业界仔细研究 RISC-V 并检查一些关于它的谬误的好时机。

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谬误一：RISC-V 是开源处理器，就像 Linux 是开源操作系统一样。Linux 有一个单主开源代码库，你可以下载，而 RISC-V 是一个开放的硬件/软件接口规范，有许多不同的实现。比 Linux 更好的类比是以太网，因为以太网和 RISC-V 都是免费和开放的规范。在以太网标准出现之前，公司拥有自己专有的局域网。1980 年，Digital Equipment Corporation、Intel 和 Xerox (DIX) 联手创建了基于以太网的本地网络标准。他们还创建了一个组织——IEEE 802.3 工作组——该工作组在过去四十年中推动了以太网标准的发展。以太网在成本和性能方面取得了快速进步，因为许多公司可以构建在以太网标准之上运行相同软件堆栈的网络产品。流行的通用串行总线 (USB) 也遵循以太网游戏计划，为外围设备互连提供免费和开放的标准，许多公司和组织都接受该标准以对其进行改进。与以太网和 USB 一样，RISC-V 是一种开放标准（也由基金会运行），允许许多组织设计硬件，从而促进竞争以提高其性价比并开发提供 RISC-V 产品的丰富的共享软件生态系统在许多市场。与以太网和 USB 一样，您可以购买 RISC-V 硬件、自行构建、许可设计或下载开源设计。

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谬误二：选择成熟的封闭式 ISA 比选择开放式 RISC-V 更安全。
有一个事我们很容易忘记，那就是封闭的 ISA 与拥有它的公司的成功息息相关，如果公司步履蹒跚，它就会消失。例如，曾经流行的 DEC VAX、DEC Alpha 和 Sun SPARC ISA 已经绝迹。另一个很难让人记住的事情是——封闭式 ISA 是一种知识产权，可以出售给目标与其前身不同的公司。例如，MIPS ISA 拥有超过六家所有者，到目前为止，Arm ISA 拥有三个东家：Acorn、ARM Holdings plc 和 Softbank。相比之下，RISC-V 是由数百家公司共同参与的中立开放标准组织 RISC-V International 推动的。他们的集体利益通过这个非营利基金会决定了 RISC-V 的发展。与以太网和 USB 一样，RISC-V 不与任何一家公司的命运挂钩，因此对于公司软件生态系统的长期发展来说，这是一种更为谨慎的选择。

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谬误三：封闭的 ISA 没有分散的软件生态系统。较旧的封闭式 ISA 在其较长的生命周期中遭受了无法预料的不兼容性。例子包括：尽管试图共享 x86-64 ISA，但 AMD 和 Intel 需要不同的虚拟机。英特尔 AVX-512 非常分散（例如，ML 浮点格式 BF16 来来去去）。ARMv1 到 ARMv7 使用 32 位地址空间，但与提供 32 位和 64 位地址版本的 ARMv8-A 和后续版本不兼容。ARMv8-M 为旧的 32 位 ISA 添加了新功能，但与 ARMv8-A 不兼容。没有比当今边缘设备的片上系统 (SoC) 更分散的软件环境了。它们包括许多不兼容的 ISA 和软件堆栈，适用于多种类型和品牌的处理器（应用 CPU、嵌入式 CPU、DSP、ML 加速器和 ISP）。一个原因是因为这些处理器使用不能用于第三方 IP 的封闭式 ISA，因此每个处理器块都有自己的 ISA。

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谬误四：相比封闭式 ISA， RISC-V 的模块化导致的软件生态系统更加分散。自从我和我的同事开始提倡 RISC-V以来，这个谬论就一直存在，所以它并没有被忽视。一些细分市场需要稳定的 ISA 甚至二进制兼容性，RISC-V 通过配置文件解决了这些问题。他们从标准扩展中指定了一组 ISA 选择，为市场上的大多数用户获取最大价值，使软件社区能够将资源集中在构建合适的软件生态系统上。同样，硬件供应商围绕标准配置文件构建他们的产品，以确保他们的设计将获得主流软件支持。例如，RISC-V 为 64 位地址的 UNIX 系统提供它们。配置文件是构建便携式应用程序和操作系统的基础。除了配置文件之外，RISC-V ISA 还提供了令人兴奋的可能性，即具有自定义增强功能的通用基础 ISA 和跨 SoC 的许多处理器的共享软件堆栈。RISC-V 可能会显著减少当今 SoC 软件生态系统的碎片化。

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谬误五：鉴于以上几点，RISC-V 不可能成为主导 ISA。只要同时存在 32 位和 64 位地址版本，就可以在从嵌入式系统到超级计算机的任何地方使用单一基础 ISA，这在技术上没有分歧；主要争论是商业争论，即它应该是封闭式 ISA 还是开放式 ISA。如果我们真的实现了计算的通用语言，那么不言而喻的是，将整个信息技术行业的命运与一家公司的命运联系在一起就太危险了。如果我们可以依赖一个免费和开放的标准，就像我们对网络和外围互连所做的那样，那将会更加安全。