RIOS：扎根清华-伯克利深圳学院，催生RISC-V开源生态发展

深圳迈出了更大一步，干脆把RISC-V的开山鼻祖David Patterson教授请来了，还专门在清华-伯克利深圳学院(TBSI)成立以Patterson教授命名的RISC-V国际开源实验室(RIOS)，并在第一届中国RISC-V论坛(11月12-13日)期间举行了RIOS揭牌仪式。按照Patterson教授的说法，RIOS在西班牙语里是“河流”的意思，寓意这个RISC-V研究机构将像河流一样汇聚来自全球的资源和智力，催生和孕育RISC-V生态的健康发展，并推动RISC-V发展成为未来50年的计算架构标准。

Patterson教授在RISC-V论坛的主题演讲中介绍了他40多年来在美国加州大学伯克利分校(UC-Berkeley)领导的多个5年项目计划，其中包括RISC从第一代到现今的第五代项目，以及成为计算机行业标准的RAID磁盘阵列和工作站网络等。他将通过RIOS走出伯克利，与清华和深圳合作进行新的尝试。RISC-V国际开源实验室将致力于构建基于RISC-V的软硬件生态体系，建设以深圳为根节点的RISC-V全球创新网络，专注于开源处理器的前沿技术，从而推动全球RISC-V技术的工业化进程和软硬件生态建设。此外，RIOS也将依托清华-伯克利深圳学院的“数据科学交叉学科”项目，开展硕士研究生培养计划，预计五年内招生100名，博士生招生及博士后相关工作也正酝酿筹备中。

图3：Patterson教授在第一届中国RISC-V论坛发表主题演讲

图4：第一届中国RISC-V论坛在清华-伯克利深圳学院举行

精简指令集计算机(RISC)就是由Patterson教授和原斯坦福大学校长John Hennessy博士于上世纪80年代提出的一种ISA，相对于x86的CISC有诸多优势，但在PC时代没有得到足够重视和发展。在移动互联网时代由Arm发扬光大，成为业界闻名的Arm架构。Hennessy博士的研究项目发展成了MIPS，一度跟Arm一样盛名，但因为母公司多次易主，才导致现在的衰落现状。尽管MIPS也迈出了开源开放的重要一步，但毕竟慢RISC-V半拍，看来难以赶上RISC-V的势头了。

图5：专利流氓公司TROLL（图片来源：Patterson教授）

Linux开源生态在软件行业发展得十分成功，也催生出像红帽这样的企业级开源软件服务商。Patterson教授相信RISC-V也可以像Linux一样，在硬件和芯片设计领域发展出繁荣的生态。当然，RISC-V要发展出未来高科技产业的健康生态，肯定会遇到很多障碍。除了来自x86和Arm的竞争压力外，还有专利和知识产权问题。闻名于开源软件社区的BSD模式就是起源于伯克利，但是否适用于RISC-V还不太清楚。他还特地指出了一种称为TROLL的专利流氓公司的危害，这些公司专门购买一些被收购或倒闭的公司的技术专利，然后四处寻找攻击目标以从中获利，这对初创公司和RISC-V生态的创新者会构成不小的威胁。

安全、安全、安全

由RIOS及RISC-V相关组织主办的第一届中国RISC-V论坛以RISC-V相关硬件、软件和工具开发的技术研讨为主，吸引了来自企业界和学术界的500多人参加。在为期两天的论坛活动中，40多个RISC-V相关研究项目做了演讲和展示，其中有6个项目是关于RISC-V微处理器安全性的研究。黑客攻击已经从软件和操作系统层面渗透到硬件层面，这几年出现的幽灵系列漏洞针对的并不是某个具体的硬件缺陷，而是将矛头对准了分支预测和乱序执行这两个现代 CPU 处理器架构普遍采用的优化策略，并通过缓存侧信道攻击(side channel attack 简称SCA)完成对机密数据的任意读取。

图6：针对硬件安全漏洞的幽灵系列攻击

这种病毒的通用性极强，也极难做到全面的防御。无论x86、Arm还是RISC-V架构，都必须认真对待这类黑客攻击。本届RISC-V论坛有关安全性的研究项目包括：
1. 高可靠性、高安全性RISC-V处理器设计和实现（芯来科技）
2. An Enclave-based TEE for SE-in-SoC in RISC-V Industry（阿里平头哥半导体）
3. A High-performance Secure RISC-V Core for Embedded Applications（志象尔微电子）
4. SecLabel: Enhancing RISC-V Platform Security with Labelled Architecure（南方科技大学、Wayne State University The Ohio State University）
5. Penglai-Enclave: Secure and Efficient RISC-V Enclave（上海交通大学）
6. RISC-V Encryption Virtualisation（阿尔及利亚）

随着5G网络、AI和IoT应用的全面展开，人机交互和物物互联的场景对安全性提出了更高的要求，软件和硬件的安全漏洞有可能造成巨大的危害。对于还处于起步阶段的RISC-V来说，应对安全性问题既是一个挑战，也是一个机遇。如果RISC-V在安全性方面具有x86和Arm所无法企及的优势，必将吸引更多的重量级企业加入RISC-V阵营，从而推动RISC-V生态的快速发展。