基於RISC-V的晶片會是個什麼樣子?

基於RISC-V的芯片會是個什麼樣子?

基於RISC-V的芯片會是個什麼樣子?

開源項目參與的人多,當然會豐富多彩,百家爭鳴。所以RISC-V的芯片肯定會有很多形態。

RISC-V到底是什麼?其實他並不是開源的CPU設計方案

大家可能都覺得RISC-V是個開源的精簡指令集CPU設計方案,其實這是錯誤的。RISC-V僅僅是一套精簡指令集的定義,開源的意思是任何人都可以免費獲得指令集,並且自己去實現指令集,不需要支付任何費用。打個不專業的比方,指令集可以看成一張大樓效果圖,圖上有大樓漂亮的外觀,完整的功能劃分,超前的設計理念等等。你可以免費的從網上下載這張效果圖,然後找人把效果圖造成大樓,租售出去。出效果圖的人保證不會來向你收錢。我也有更專業的比方,我把x86的指令集免費送給你,你可以自己實現兼容這套指令集的CPU,如果你的CPU做的足夠好,你還可以在這個CPU上支持Windows。是不是很爽?但爽也是有代價的,我們接著說。

RISC-V真的免費嗎?免費,但成本著實不低

免費,必須免費。指令集在網站上可以直接下載,文檔清晰,解釋清楚,擴展靈活,一看就是高手高手高高手的作品。由於沒有兼容性的累贅,又是最新的設計,肯定非常貼合目前業界對CPU指令集的需求,可以說是眾望所歸。但是問題這個高手只給了一頁A4紙的指令集,CPU怎麼實現他沒告訴你,高手沒有提供HLS或RTL源代碼,沒有告訴你應該怎麼Layout。這一切需要你自己想辦法解決。就好像給你一張大樓效果圖,免費使用。但是想要把這棟大樓造出來,你必須解決一個最重要的問題“沒有施工圖紙”。你必須要有一大堆工程師去設計結構,材料,水電管道,電梯樓梯,智能樓宇系統,監控系統。。。。。。,還要有工程隊,還要有物業團隊。。。。。。所以想把他造出來實在是太困難了。至少需要上市公司的實力,不然可能就只能造個外觀接近效果圖的小屋子給自己擋擋風了。反正我是用不起這免費的效果圖。

為什麼不少人喜歡RISC-V?喜歡的不一定是合適的。

為什麼喜歡?我覺得有以下幾個原因:

  1. 指令集設計太高超了,精簡而高效,既嚴謹又可以靈活擴展,又有眾多業界領袖參與設計。什麼x86, Arm, PowerPC, MIPS統統都是為了兼容以前的產品拖累了產品創新。就如同貝聿銘團隊推出了一份大樓的效果圖,各大地產商巨頭都說我以後都準備蓋這樣的大樓,這個樓實在太漂亮了,功能太強大了,設計太先進了,造出來了肯定火,現有的大樓以後都會住著不舒服。

  2. 指令集架構開源免費,誰都可以設計兼容的芯片。大樓效果圖不要錢,拿來就可以拉幾個兄弟開始造, 還可以用效果圖找大款親戚入夥。誰讓這圖人見人愛呢?

  3. RISC-V還有很好的擴展性,可以根據需求,增加擴展的指令集實現客戶化的功能。就好像在大樓上還可以定製一些密室,滿足一下自己的小小願望。

  4. 指令集的實現方法自主可控,源代碼都是自己寫的,可不是放心麼。就好像自己造的樓肯定安全,每塊磚都是自己選的,物業保安也都是自己僱的,放心

  5. 指令集架構的生態鏈正在成長和完善,toolchain,IDE,仿真,虛擬機一個不會少。就好像以後可能全國到處都有這樣的樓,物業,水電,管理都一套規範。如果要搬到其他城市,傢俱都不用換,拎包入住。

戀愛容易結婚難,合不合適只有用的人才知道。我來分析一下大家就明白了。

  1. 指令集架構好也要有好的設計才能體現出來,涉及RTL編碼,layout,半導體制程,封裝等一系列技術,這是一個系統工程。Intel和AMD的CPU指令集基本一樣,但性能功耗的差異地球人都知道。還有TI,Cyrix,這些PC CPU先烈們也是用了同樣的指令集。採用Arm指令集架構的產品就更多了,做的好的也不少,但你能說出名字的可能也就那麼幾家。所以指令集架構先進不代表CPU一定就好,設計水平,工藝,測試標準,等等一樣都不能差。就像大樓效果圖確實漂亮,但真能造出來的估計不會太多,畢竟自備設計團隊,施工隊和物業公司的大款太少。而且施工難度著實不小,造出來有沒有質量問題還真難說。

  2. 指令集架構開源免費,但HLS或RTL不一定。業界已經有很多免費開源的實現代碼了,但沒有人會為質量負責,沒有三包。解決方法有:買商用的版本,SiFive, Andes等,但要服務費。也可以自己做,工程師成本自己扛。我感覺都不便宜,出來的東西能不能用現在也不好說,風險不是一般的大。回到大樓效果圖的比方,效果圖是不要錢,但想要住著個樓。要麼買現成的造好的,要麼自己設計施工圖,材料也要自己買,水電煤還要自己接,造出來有質量問題也要自己負責。都是時間和錢啊。

  3. 擴展性好確實很重要,但擴展的指令集就和RISC-V關係不大了,雖然組織制定了一系列規範來保證兼容性,但效果怎麼樣確實不好說。就像效果圖上留了一片空白方框,給你做密室,還試圖規定密室的佈局,但畢竟密室都是自己做的,而且一定是秘密的,一切還是要自己從頭來做,感覺沒佔到免費效果圖的光啊。

  4. 指令集架構的生態系統的成長是個很複雜和漫長的過程,5年-10年都很正常。還需要一個領頭羊,就像x86有了windows,x86才真正建立起生態系統,然後是Linux; Arm有谷歌Android才能造就現在的成功。同時碎片化也是一個很難處理的問題,特別是對開源的架構,這個問題會更挑戰。就像效果圖大樓的住戶搬到其他城市同樣效果圖的大樓住,發現樓看上去是一樣,但房門比原來的樓小了點,傢俱搬不進去,密室是有,但裡面沒有床和衛生間,不好用啊。

基於RISC-V的芯片會是個什麼樣子?什麼樣子的應該都會有

開源項目參與的人多,當然會豐富多彩,百家爭鳴。所以RISC-V的芯片肯定會有很多形態。當然也就會有良莠不齊的問題。水平高的團隊的產品肯定會好一些,但也不能阻止不太懂的人不嘗試吧。所以會有Intel的成功典範,也會有Cyrix這樣的先烈;會有ARM在智能手機產業的成功,也會有MIPS的逐漸的沒落。還有一個特點就是RISC-V的芯片應該SoC為多,所以CPU主頻,外圍接口,功能模塊會比PC CPU這樣的通用CPU要豐富的多。林子大了,肯定什麼鳥都會有,我覺得用淘寶買家秀和賣家秀來比喻最貼切,你不能說貨不對版,但差距咋就這麼大呢?說好的瓜子臉咋就變成南瓜子了,說好的大長腿咋就羅圈了呢?這都是因為雖然基本指令集都一樣,但設計的方法和思路各不相同,擴展指令集千差萬別。做個不恰當的比喻,雖然衣服一樣,但身材不一樣,臉不一樣,搭配的首飾和配飾也不一樣,所以出來的效果可以完全不一樣。

RISC-V到底有沒有前途?現在說不準。

可以說有,也可以說沒有,說有前途是覺得免費又好用的東西肯定能成功,但還需要考慮更多的因素。原因如下:

1. 大廠可能真的能把好的架構變成成功的產品。就像Intel做x86 CPU,高通做的Arm指令集智能手機芯片。回到效果圖的比喻,萬科和萬達有能力把大樓效果圖變成高科技大樓,租金很高,大家搶著租。這個肯定可以有,誰讓人家牛B呢? 2.但並不是每個公司都可以免費的從RISC-V指令集架構受益,因為他對技術水平,資金投入和時間的要求都不低。可以從第三方買,但一份價錢一份貨。我沒法自己蓋樓,但我從大廠那租或買。但感覺這跟效果圖免不免費已經沒關係了。 3. RISC-V目前還處於早期的階段,沒有太多的實現和驗證,先行者肯定要承擔更多的驗證,測試等小白老鼠的工作。這是必然的過程,中間的不可控因素就會很多,所以你會發現大公司都加入了組織,但並沒有大動作,都是在試水的階段。就像有公司把施工圖紙做出來了,你可以去買,然後找施工隊按施工圖紙施工,但造出來的房子能不能通過檢測人家不保證,因為還沒人真把這房子造出來多,到底好不好還不確定。所以誰都會謹慎對待這件事 4. 正因為成熟的過程會比較漫長,所以不確定因素會很多,最後有沒有贏家不一定,是大家共贏還是一兩家獨大也不好說, 贏家是因為指令集架構的成功而成功,還是因為其他原因而成功都不好說。是否能達到RISC-V設計者的初衷,真的還說不準。 但是鑽石總會發光的,現在RISC-V這顆原石能不能被打造成海洋之星這顆寶石,請大家拭目以待。 


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