RISC-V之父Krste Asanovic:聯合創新加速RISC-V生態成功
第五屆RISC-V中國峰會于2025年7月16至19日在上海張江科學會堂隆重舉辦吸引近2,000名國內外專業觀眾線下參與 (80%來自產業界),線上直播及回放覆蓋超過50萬人次行業人群,匯聚數百家企業、研究機構及開源技術社區參會。在本次峰會現場,有RISC-V之父美譽的Krste Asanovic在主題演講中呼吁以團結的力量加速RISC-V生態的成功。
Krste Asanovic是RISC-V國際基金會首席架構師、SiFive首席架構師、加州伯克利分校研究生院名譽教授。作為教授以及作為SiFive首席架構師在RISC-V方面做了很多工作,他的主題演講的主題是“State of the Union”。
在演講中Krste Asanovic談到,RISC-V的芯片出貨量已經達到了幾十上百億顆,而且可以看到它在處理器當中即將得到更加廣泛的應用。并且在AI領域應用以及貢獻與日俱增。他認為,RISC-V最讓大家激動人心的內容就是在AI方面的部署和貢獻,對于AI加速器的貢獻。他同時指出在整個行業當中有越來越多的人認識到開放標準的RISC-V將會成為未來主流的指令集架構,在不同的領域會花不同時間成為主流,但是Krste Asanovic相信未來RISC-V會成為最主流的ISA。
在過去15年當中,Krste Asanovic見證了RISC-V的諸多發展,最開始的5年,包括Krste Asanovic所在的加州大學伯克利分校推出了RISC-V架構,當時經歷了很多的艱難險阻,最后讓RISC-V這樣一個概念落地了。在接下來的幾年當中Krste Asanovic與同事們構建起了RISC-V的基礎架構,并不斷促進了基礎性軟件的部署和開發,他也看到在這個架構之上有很多人在很多垂直領域中的RISC-V的應用,在很多領域當中都得到了應用。RISC-V不僅僅只是針對一個領域,它不僅僅只是一個核,而是一個包羅萬象的應用,它的應用范圍比任何其他的ISA都更加廣泛,尤其是它的指令集是非常簡單、靈活的,而且具有很好的擴展性。Krste Asanovic看到將不同的組件組合在一起去滿足不同市場的需求并做好自己的定制化,RISC-V的設計是非常廣泛而靈活的。
同時Krste Asanovic也意識到,在任何一個垂直領域當中要有更大的成功,不僅需要單一的組件,還需要各個領域當中各個組件的努力,進一步改善RISC-V的生態環境?,F在RISC-V的基礎架構已經得到了普遍的使用,未來也將會更多關注到垂直領域的發展,Krste Asanovic強調RISC-V要聚焦垂直領域,目前是從通用指令集IC、基礎軟件起步的,未來則將會推出更多的軟件來彌補這當中可能還沒有完成的工作。在這個領域當中有很多人都在做貢獻,有很多人都在為RISC-V的生態做更多的付出。
更寬泛的ISA,意味著再一個垂域中的應用也會慢慢幫助到另外一個垂域中的應用。RISC-V在一個垂直領域的特征也會在另外一個垂直領域當中得到使用,所以RISC-V開放了標準,以便它有更好的復用性。RISC-V是非常靈活的,有很多的組件,在有一些領域是應用處理過程中的,需要有軟件上的保障,也有不同的特征,以確??梢愿玫臐M足需求。因此,整個產業在不斷開發RISC-V的配置文件,而這個配置文件當中都會有一些特定的必需的特征,那就是必須要做到兼容的。
RVA23在去年10月份得到了批準,Krste Asanovic相信這將會是接下來幾年當中ISA配置過程當中非常標準化的文件或者是配置內容,RISC-V也和需要和一些生態系統的合作伙伴進行合作,包括Linux、安卓,以確保RISC-V具備各種不同的特征,也可以在各種不同的處理器當中具有更好的競爭力。RISC-V要支持不同的特征,以確保軟件生態也可以依賴于這樣一個特征。
很多開發人員會有疑問說RVA23的硬件在哪里?請大家耐心等待,在不久之后就會有RVA23的硬件解決方案,這只是RISC-V萬里長征的第一步,RISC-V這樣的技術開發標準一開始會有這樣一個路線圖,包括硬件和軟件生態系統不同的路線圖,通過這樣的方式大家就可以很清楚的知道未來將會何去和從。
RISC-V也會有一些主要的版本發布,比如說RVA23,其中有非常多的新的必需的功能。比如說整個RVA虛擬監控是其中主要的一個選項,當然還要花一定的時間才能夠讓生態去消化這些功能,落地這些功能,因此是需要假以時日的。下一個版本名稱暫定為RVA30,可能要到2030年左右才會推出,現在成員已經在這一方面開始發力了。我們在整個社區方面的聚焦就在于我們先用高質量的方式落地RVA23,再慢慢過渡到RVA30。
在整個路線圖當中,RISC-V會時不時地推出一些小的版本,比如說RVA23.1和RVA23.2,這樣小的發布不會加入一些大的功能,只會增加一些小的選擇。在這樣一些選擇之下,產業就會知道也許這樣的一些試點的小的版本會在RVA30當中成為必備的一些大的功能的加持。因此在整個軟件開發支持方面,開發者們會齊頭并進,以此來向RVA的問世而努力,當然他還需要花幾年時間才能做出來,但是不管怎么樣RVA23已經有一個非常好的基礎,使用過之后我們再過渡到RVA30。所以先是有一些小的發布出現,基于小的發布再來看大的最重要的發布。
在這個過程當中,RISC-V的生態開發者們可能會以二進制的方式去用非常多的相關的一些軟件,在硬件供應商方面他們也會用到相同的二進制代碼。另外一個是微控制器,我們稱之為RVM微控制器規范,其中有一個細分領域是汽車微控制器和相關標準,我們也會用開花開源的標準把它做好,把它做成MCU賦能整個汽車垂類?,F在我們不僅聚焦于整個處理器的應用,我們也希望應用到不同的垂類,通過這樣一個方式,我們能夠讓整個軟件工具包可以更好的支持RISC-V的微控制器的發展。
在有一些情況下,它有一些相關的標準功能是是大家一直可以用的,以此進一步精簡我們整個軟件應用,與此同時我們也會注重于應用側,也就是我們剛剛說的汽車領域的微控制器。當然我們還會有一些新的RISC-V相關的安全拓展功能在開發當中。 其中第一個是SPMP,SPMP會為我們提供第二層級的內存保護,通過這樣一個方式當我們通過不同的微控制器去做代碼的時候,把它們映射到整個MC放這是一個非常好的工作可以讓我們進行S模式實時的操作系統以及相關的用戶模式或者是保護模式,還有RISC-V世界、主管域、CHERI以及Lightweight Memory Tagging(輕量相關內存標記),通過這樣的方式我們還會做相關的拓展。
與此同時RISC-V還會聚焦于長指令(大于32位)。RISC-V從一開始就包含了可變長度的指令,以節省代碼空間、壓縮指令(16位),有助于縮減代碼規模。RISC-V的設計旨在實現長期成功,不會因為擁有者改變商業模式或者是倒閉而消失。固定的32位指令格式將成為長期演化的障礙,其他固定寬度的32位 ISA編碼空間已經捉襟見肘。更長的指令還有助于縮減代碼規模、提升性能,并支持日益增多的數據類型。當然,因為時間有限,不太能夠講清楚所有細節。但是無論怎么樣,我們希望能通過RISC-V達到算力平衡,與此同時我們也可以用更好更小的系統去取得這其中的平衡。與此同時,我們也可以有不同的方式去落地,以此去打造一個更加穩定的運行時環境。當然,在這一方面,我們希望能夠更好的去保證AI工具以及AI性能的高水平運行。
大家可以看到這是一個非常好的倡議,有不同的矩陣拓展方法,它會涉及到不同的系統,與此同時會有不同的四種方法已經列出來去做相關的矩陣拓展。首先會有更多的矩陣和向量引擎的加持,然后是普通的向量函數單位,然后再到它的載體,再到它的內存。
最后我們總結一下,首先RISC-V是一個非常重要的基礎性的組件,它現在已經就位并運行良好,并且正在進入各個垂類領域,每個垂類都需要集中精力來構建生態系統并填補指令集架構或者軟件支持方面的空白,同時保持整體指令集架構設計的連貫性。RISC-V給我們帶來了簡單、靈活、高效的標準,這樣我們能夠更好在全球范圍內兵書使用AI。
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