从历届HotChips 检视RISC-V 的发展

EETOP 2021-07-14 12:19

来源:technews(台) 作者:痴汉水球

2021 年3 月,拥有MIPS IP的Wave Computing,宣布放弃MIPS 指令集,转向RISC-V,刚好跟当代两位合著两本经典教科书的RISC 大师有所关联:创造MIPS 的JohnHennessy,与带领RISC-V 研发团队的DavidPatterson。

对于经历过SGI 绘图工作站与Irix 操作系统全盛时期的老一辈IT 人,或着一路读着他们著作成长的科班人士,看到昔日高高在上的RISC 诸神,继PA-RISC、Alpha、IA-64后(加上看似岌岌可危的SPARC),又将再消失一个,想必内心多少有股不胜唏嘘之感。

然后很可笑的,几乎所有的媒体报导,都千篇一律耗费大量篇幅去解释「什么是指令集架构(ISA,Instruction Set Architecture),为什么这么重要」,仿佛计算机结构(ComputerArchitecture)一词由来过去数十年来从不存在,到今天才从天上掉下来。高谈阔论「RISC 指令集的先天优势」就更好笑了,先别提这些老早就是教科书的基本知识,这些人是没看到20 世纪末期是如何上演「RISC 诸神的黄昏」吗?

言归正传。问世于2010 年,由当代计算机结构大师David Patterson 所领导的RISC-V(第五代RISC 架构)指令集,因其开源与可扩展客户化指令的特性,加上ARM 自身节节高升的研发开销与营运成本,都羊毛出在羊身上的转嫁到授权费用,而NVIDIA 企图并购ARM 的举动,更进一步危及中立性。近期外传英特尔想以20 亿美元代价并购SiFive、并确定将在2022 年发布7纳米制程、SiFive 高效能核心Performance P550 的Horse Creek 处理器,更让RISC-V 得到越来越多关注的目光。

RISC-V 早已得到科技大厂的青睐。NVIDIA 从2016 年,就在GPU 内导入RISC-V 指令集的Falcon(Fast Login Controller)微控制器,翻新使用超过十年的旧架构。

NVIDIA 内部的RC18 推论处理器研究案,也是整合RISC-V指令集兼容处理器为I/O 元件核心,实现每秒128万亿次的推论执行,且功耗只有13.5 瓦。

此外,西部数据与希捷两家硬盘厂商,也选择自研RISC-V 处理器,作为新一代硬盘/固态硬盘的控制芯片,一年出货单位都以「10 亿」起跳。DavidPatterson 本人2016 年加入Google,也让人不禁遐想,这云端巨头,是不是又要搞出啥惊天动地的大事。

即使RISC-V 的发展看似前途似锦,但一般人可能还是对历史演进一头雾水,所以笔者就整理历届HotChips这个在处理器业界极具影响力的活动,并附上简报网址,方便各位瞧瞧RISC-V是怎么一步一步走过来的,又是如何展现应用多样性。

2013 HotChips 25

RISC-V 首度在HotChips 亮相,并展示基于IBM45 纳米SOI 晶圆制程的RISC-V 处理器与「Rocket」实作微架构。值得一提的是,除了大名鼎鼎的David Patterson,成立于2015 年的SiFive,三名创办人KrsteAsanović、Yunsup Lee、Andrew Waterman 均赫然在列。

2014 HotChips 26

这年RISC-V 并未出现在活动议程,但他们还是留下这张照片。

这届HotChips 让笔者最有印象的,莫过于AMD 的议程是有点搞笑的ARM 版本Opteron「Seattle」。

刚好在HotChips 活动前,伯克利大学出现这份教材,解释「为何指令集应该免费开放」,并且明示RISC-V 相较其他开源RISC 指令集的优势,包含预留定址模式、压缩指令编码版本和128 位元定址等等。

2015 HotChips 27

RISC-V 基金会2015 年正式成立。

伯克利大学实验性的28 纳米制程RISC-V 向量处理器,不过重点还是摆在RISC-V 相对ARM 的优越性。

开源的Rocket 标量核心。NVIDIA 第一代RISC-V Falcon 就是以其为基础。

2015 年底公布16 位元指令编码长度的压缩版RISC-V规范,类似ARM 的Thumb 与MIPS 的MIPS16。

2017 HotChips 29

刚成立不久的SiFive 发表业界第一颗开源的RISC-V芯片:Freedom E310 微控制器,台积电180 纳米制程,芯片面积6 平方毫米。


不限RISC-V 的发迹地伯克利大学,开始也有其他学校共襄盛举。

软硬开发顾问公司用FPGA 设计出1,680个RISC-V 核心的参考设计框架。

2019 HotChips 31

SiFive 共同创办人讲解RISC-V 的历史与全貌,并提及以2010年夏天「三个月即可实现的处理器专案」为起点,希望设计出更干净指令集架构的往事。

介绍RISC-V 的生态系统,姑且不论里面究竟有多少「水分」。

2020 HotChips 32

阿里巴巴也加入战局,研发针对人工智能物联网(AIoT)的RISC-V 芯片。

瑞士联邦政府1854 年成立的研究机构,透过Chiplet 多芯片,做出名为Manticore 的4,096 核心怪物,目标在高效能浮点运算能比肩Fujitsu A64FX 与NVIDIA A100。

伯克利大学研究的整合式系统单芯片设计模拟与实作环境。

不限于CPU,美国理工大学排名前三名的乔治亚理工学院,也将RISC-V 延伸到GPGPU 应用。

2021 HotChips 33

以下是预定今年8 月的HotChips 33 议程,也许过一阵子会变得更多也说不定。

这也是学术研究案,目标在提升RISC-V处理器的安全性。

  • Morpheus II: A RISC-V Security Extension for Protecting     Vulnerable Software and Hardware(Todd     Austin, University of Michigan)

RISC-V 也开始「渗透」到开放式架构的5G 基站。

  • Architecting an Open RISC-V 5G and AI SoC for Next Generation     5G Open Radio Access Network(Sriram     Rajagopal, EdgeQ)

出现「Tensor」(张量)这关键字,对NVIDIAGPU 不陌生的读者一定马上想起这是什么。

  • Accelerating ML Recommendation with over a Thousand     RISC-V/Tensor Processors on Esperanto's ET-SoC-1 Chip(David Ditzel, Esperanto Technologies)

基于「CORDIC」(座标旋转)的三角函数硬件加速器。

  • A CORDIC-based Trigonometric Hardware Accelerator with Custom     Instruction in 32-bit RISC-V System-on-Chip(Khai-Duy     Nguyen; University of Electro-Communications)

这样一路看下来,相信各位大概知道一件事:对RISC-V 最有兴趣的对象,无非「不想付钱给ARM,自己有本钱开芯片的大厂」、「想省掉ARM 授权费,因此找免费方案的新创公司」、以及「连钱都没得付的学术机构」。

但即使RISC-V 的发展势头,乍看之下「枝繁叶茂」,但回到「RISC-V 能否彻底取代ARM 甚至x86」这个大问题上,笔者对此保持比较悲观的看法。天底下没有免费的午餐,当厂商充分享受针对特定应用而客制化指令集时,势必造成版本与软件的碎片化,这也几乎注定RISC-V 很容易变成「每个人各玩各的」,这对一套指令集的长期发展,绝对不是好事,要不然Linus Torvalds 也不会为了AVX-512 暴走。

更何况也是最重要的,一套成功的指令集架构,如同「成功的男人背后都有一个伟大的女人」、「傲娇的公主身边都有一位万用的男人」,都有起码一个地位举足轻重的操作系统支撑存在价值,像x86 有Windows,ARM 有Android,那RISC-V 呢?目前看不出来,但Google 的态度可能是最重要的关键。

看在David Patteron 已在Google工作的份上,是不是足以取代现有英特尔、AMD、IBM 的高效能RISC-V 通用处理器,是不是已经在Google 数据中心某排机柜内默默服役了?Google 是否也看衰ARM的未来,为此主动「加码」RISC-V?这一切还很值得关注。


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评论
  • 高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算给大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来,尤其对于PCB设计工程师来说,心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计,高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心!另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈,因为翻看很多以往的文章,高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦!咋滴,今天居然说孔径不关心了?别,别急哈,听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定,毕竟像我
    一博科技 2025-01-21 16:17 143浏览
  • 嘿,咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。 这RISC-V MCU技术呢,简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊,2010年的时候,是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的,目的就是想搞个新的、开放的指令集架构,能跟上现代计算的需要。到了2015年,专门成立了个RISC-V基金会,让这个架构更标准,也更好地推广开了。这几年啊,这个RISC-V的生态系统发展得可快了,好多公司和机构都加入了RISC-V International,还推出了不少RISC-V
    丙丁先生 2025-01-21 12:10 418浏览
  •  万万没想到!科幻电影中的人形机器人,正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日,乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车,再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔,银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司,在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1,这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人,得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业,智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1
    刘旷 2025-01-21 11:15 616浏览
  • Ubuntu20.04默认情况下为root账号自动登录,本文介绍如何取消root账号自动登录,改为通过输入账号密码登录,使用触觉智能EVB3568鸿蒙开发板演示,搭载瑞芯微RK3568,四核A55处理器,主频2.0Ghz,1T算力NPU;支持OpenHarmony5.0及Linux、Android等操作系统,接口丰富,开发评估快人一步!添加新账号1、使用adduser命令来添加新用户,用户名以industio为例,系统会提示设置密码以及其他信息,您可以根据需要填写或跳过,命令如下:root@id
    Industio_触觉智能 2025-01-17 14:14 140浏览
  • 2024年是很平淡的一年,能保住饭碗就是万幸了,公司业绩不好,跳槽又不敢跳,还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的,碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有,小问题还是有不少,这里就举一两个来说一下。第一个就是,先看下下面的这个封装,你能猜出它的引脚间距是多少吗?这种排线座比较常规的是0.6mm间距(即排线是0.3mm间距)的,而这个规格也是我们用得最多的,所以我们按惯性思维来看的话,就会认为这个座子就是0.6mm间距的,这样往往就不会去细看规格书了,所以这次的运气
    wuliangu 2025-01-21 00:15 294浏览
  • 临近春节,各方社交及应酬也变得多起来了,甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”,基本是关于2025年经济预判的话题,以及如何稳定工作等话题;但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面,他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中,我发现今年的聊天有个很有意思的“点”,挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的,还能掌握一些经济趋势的分析能力,到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情?单单就这个一个月内,我就重复了数次“为什么”,再辅以我上次写的:《
    牛言喵语 2025-01-22 17:10 150浏览
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    电子知识打边炉 2025-01-22 11:12 117浏览
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