点击蓝字 关注我们
SUBSCRIBE to US
DeepComputing
隐藏在你的笔记本电脑内部运行机制中的是一份秘密蓝图,它规定了计算机能够执行的一系列指令,并且充当硬件和软件之间的接口。这些指令是不可更改的,并且隐藏在专有技术之后。但是从2025年开始,你就能够买到一种全新的、经过改进的笔记本电脑,其秘密为众人所知。那种笔记本电脑将是完全可定制的,其硬件和软件都能够根据你的需求进行修改。
RISC - V(精简指令集计算机 - 第五版)是一种开源指令集架构(ISA),有望让个人计算更加个性化。尽管RISC - V仍处于其生命周期的早期阶段,但现在已经能够买到内置这种技术的全功能计算机了——这是在主流消费电子产品中提供x86和Arm的可行替代品的关键一步。
笔记本电脑制造商Framework的首席执行官Nirav Patel表示:“如果我们看一下(软件)栈的几代之后的情况,我们开始看到在类似笔记本电脑,甚至是手机这样的设备中出现面向消费者的RISC - V的可能性。”
Patel的公司计划在2025年推出一款能够支持RISC - V主板的笔记本电脑。虽然这款电脑仍然是面向早期采用者和开发者的,但它将是迄今为止最容易获得且最精良的RISC - V笔记本电脑,并且它将以与使用x86芯片的Framework笔记本电脑相同的外观和使用感受交付给用户。
RISC - V即将来到你身边
指令集架构(ISA)是一本规则手册,它定义了程序在处理器上能够执行的有效指令集。和其他指令集架构一样,RISC - V包含数十条指令,例如将数据加载到内存或者进行浮点算术运算。但是RISC - V是开源的,这使它有别于像x86和Arm这样的闭源指令集架构。这意味着任何人都可以使用RISC - V而无需支付许可费用。这也使得RISC - V硬件易于定制,因为对于什么可以修改、什么不可以修改没有许可限制。
加利福尼亚大学伯克利分校并行计算实验室的研究人员在2010年开始基于已有的精简指令集计算机(RISC)原理开发RISC - V指令集架构(ISA),并且它已经被那些希望设计廉价、专用芯片的公司所使用:阿里巴巴将RISC - V应用于边缘计算的芯片开发平台,西部数据(Western Digital)将RISC - V用于存储控制器。
现在,一小部分公司和爱好者正在为将RISC - V引入主流消费设备奠定基础。在这些先驱者当中有软件工程师Yuning Liang,在中国深圳因新冠疫情封锁而无所事事期间,他被这个想法所吸引。
Yuning Liang说,由于无法继续之前的工作,“我不得不问,我在这里能做什么呢?”RISC - V前首席技术官Mark Himelstein提到我们应该在一块12纳米的RISC - V测试芯片上制造一款笔记本电脑。因为12纳米制程比当今CPU所使用的生产工艺更老旧,所以每个芯片的成本更低。
由于新冠疫情相关的供应链问题,该项目起步缓慢,但最终促成了DeepComputing于2023年发布世界上第一台RISC - V笔记本电脑“Roma”,深算科技是Yuning Liang在前一年在香港创立的公司。2024年,DC - Roma II随之问世,它预装了开源的Ubuntu操作系统,一开箱就能进行基本的计算任务。
DeepComputing目前正在与Framework公司合作(https://frame.work/blog/introducing-a-new-risc-v-mainboard-from-deepcomputing)。Framework是一家2019年成立的笔记本电脑制造商,正如其公司网站所述,其使命是“修复消费电子产品”。Framework销售模块化、用户可自行维修的笔记本电脑,用户可以无限期地使用这些电脑,并随着时间推移升级部件(包括那些通常无法更换的部件,如主板和显示屏)。
Patel说:“Framework笔记本电脑的主板为电路板开发者提供了一个进入并打造自己产品的平台。” 他还补充说,该公司希望其笔记本电脑能够通过提供一个平台来加速开源硬件的采用,在这个平台上,电路板制造商可以“提供系统级解决方案”,而无需自行设计自己的笔记本电脑。
缩小价格与性能差距
DeepComputing的DC - Roma II笔记本电脑标志着开源计算的一个重要里程碑,这不仅仅是因为它预装了Ubuntu系统。它是第一款得到广泛媒体报道的RISC - V笔记本电脑,尤其是在YouTube上,关于DC - Roma II(以及其他RISC - V单板计算机,如Milk-V Pioneer和Lichee Pi 4A)的视频评测总共获得了超过一百万的观看量。
即便如此,Yuning Liang很快就承认了许多网络评测者发现的一个缺陷:DC - Roma II中的RISC - V芯片的性能远远落后于x86和基于Arm架构的同类产品。Yuning Liang表示,DeepComputing希望在2025年通过DC - Roma III来解决这个问题。
Yuning Liang说,在来年,“性能将会提高很多。芯片仍然会采用12纳米制程,但我们将把CPU的性能提升到更接近Arm Cortex - A76的水平。”Cortex - A76是一个用于衡量RISC - V性能的关键架构,因为Raspberry Pi 5等大批量单板计算机中的芯片就采用了该架构。
在高性能RISC - V芯片的梦想之路上,Yuning Liang并不孤单。成立于2018年的Ventana公司正在设计依赖这种开源指令集架构(ISA)的高性能数据中心芯片。
Ventana公司的创始人兼首席执行官Balaji Baktha坚信,RISC - V芯片将在多种产品中与x86和Arm架构芯片正面竞争。他说:“并没有什么指令集架构(ISA)特定的因素决定你能否制造出高性能的产品。重要的是微架构的实现方式。”
DeepComputing还希望通过更低的价格使RISC - V具有吸引力。DC - Roma II售价约600美元,并不比宏碁(Acer)的Aspire或戴尔(Dell)的Inspiron等中等价位的Windows笔记本电脑贵很多,但网络评测指出,其性能更接近价格低得多的廉价笔记本电脑。Yuning Liang表示,这是由于该笔记本电脑的产量低:据他称,DC - Roma II的产量为“低数万台”。他补充说,深算科技希望将DC - Roma III的产量提高到10万 台。
如果这一计划成功,应该会让DeepComputing的所有笔记本电脑在与采用x86和Arm架构的笔记本电脑竞争时更具竞争力。这对Yuning Liang来说很重要,他认为可负担性与开放性是同义词;两者都为新手降低了门槛。
Yuning Liang说:“如果我们甚至能开放芯片设计,那么有朝一日,甚至中小学和大学的学生都能走进课堂,用开源工具设计自己的芯片。有了开放性,你就可以选择从零开始自己构建东西。”
微信号|IEEE电气电子工程师学会
新浪微博|IEEE中国
· IEEE电气电子工程师学会 ·
往
期
推
荐
动手协作:建立机器人肌肉记忆
这个背包原型减轻了自身的重量和内部物品的晃动
脑机接口预示着未来生活质量的提高
最新研究表明AI工具能悄无声息地改变我们的观点