RISC-V发展记事(202x)
2023-01-08 18:05:09 阿炯

本文主要用于记录RISC-V 架构发展过程中的大事记,截止到2030年前。

RISC-V:由全球社区支持的开放标准,为所有人提供开放计算

RISC-V 具有战略重要性的三个关键原因
1.几十年来,开放标准对于技术创新、采用和发展至关重要
2.开放标准为广泛的利益相关者(就业、消费者、研究、学术界、工业界等)创造机会并刺激增长
3.RISC-V 是定义的开放标准计算指令集架构

多年来的运营经验:开放标准对于技术创新、采用和发展至关重要

纵观历史,可互操作的(interoperable)标准激励更多客户购买新型产品,为更多供应商提供更多机会,在增值功能和服务上展开竞争。基于此类标准的兼容性对于更大的技术生态系统中的全球创新至关重要。竞争不是基于共享标准,而是基于每个供应商在标准化层之上添加的独特价值。长期以来,参与全球标准的制定一直是美国以及世界各地技术领导者的标志,他们不仅参与了各种传统标准组织,而且还带头组建了一千多个财团、联盟和论坛将一些最重要的信息和通信技术标准推向市场。

开放标准为广泛的利益相关者(就业、消费者、研究、学术界、工业界等)创造机会并刺激增长

参与开放标准开辟并创造了参与全球供应链、发展伙伴关系以及各种产品和服务市场的新机会。参与和领导全球标准是世界各地的公司在全球市场中蓬勃发展的经过验证的、成功的和必要的模式。参与和受益的能力在开放标准中更具包容性——因为多元化的社区可以由从大型跨国公司到羽翼未丰的初创企业、学生和学术界、到政府、研究人员甚至个人的各种人员组成。政府对开放标准采取前所未有的限制的预期行动将导致产品、解决方案和人才进入全球市场的机会减少。标准层面上的分歧将导致一个充满不兼容解决方案的世界,从而重复工作并关闭市场。

RISC-V 是定义的开放标准计算指令集架构

RISC-V 将会继续存在。 作为计算的开放标准,它的全球采用率和影响力已经大幅增长。 RISC-V 是一个开放标准,吸收了来自世界各地的有意义的贡献。 作为全球标准,RISC-V 不受任何单一公司或国家的控制。

RISC-V 规范的开发基于非专有的贡献或均匀分布在北美、欧洲和亚洲的 RISC-V 成员公开培养的贡献。 RISC-V International 不提供芯片设计、开源内核、专有 IP 或实现,而是发布一组常用的全球开放标准。 这些已发布的标准所包含的信息并不比专有架构已发布的信息多。 唯一的区别是市场可以使用这些标准,而无需获得控股公司的专有许可。 竞争不是发生在标准层面,而是发生在实施层面。

RISC-V 为世界各地的公司带来了参与快速增长的半导体领域的巨大潜力。 限制公司、代工厂、政府和研究机构采用 RISC-V 将使他们无法从自己资助和创建的开放标准中受益,同时让全球竞争对手在自己的实施中领先。

获得开放标准可以让公司更快地创新,并把时间花在创造差异化产品上,而不是试图重新发明轮子。 正如世界各地的公司都采用以太网、HTTPS、JPEG 和 USB 标准一样,我们也看到 RISC-V 作为开放标准的类似趋势。其灵活性、可扩展性和扩展性为开发人员提供了无与伦比的设计自由度。

要了解有关 RISC-V 作为开放标准的历史的更多信息,请访问此处

RISC-V 基金会总部正式迁至瑞士

2019年12月,由于对潜在贸易限制的担忧,总部位于美国的 RISC-V 基金会在一次会议上宣布,它将迁址到一个 “中立” 的国家 —— 瑞士。2020年3月下旬,基金会总部已于近日正式完成迁移。RISC-V 基金会首席执行官卡利斯塔・雷德蒙德(Calista Redmond)正式向全体会员发送了通知邮件。

卡利斯塔・雷德蒙德(Calista Redmond)在邮件里提到,由于从技术社区领袖那里了解到基金会在开放合作、知识产权相关领域存在潜在政治风险,基于持续保证对开源技术和软件的支持以及规避可能带来的政治风险等诸多因素的综合考量,决定选择将基金会总部搬迁到瑞士。

总部迁移后提出了新的会员分级制度

RISC-V 基金会总部迁移到瑞士,并不会改变 RISC-V 的基本宗旨或主要的知识产权等相关规定,但是会对原本的制度进行一些少量的修订,以便基金会更具有包容性。今后基金会将会为会员提供更多的支持与服务,给予会员更多的参与决定权限,继续为加速社区建设和开源项目的发展提供更多的资金支持。

总部搬迁后基金会提出了新的会员分级制度,共分为三个等级:普通会员、战略会员、高级会员,明确划分了不同等级会员之间的基本差异,以便明确会员加入后在不同层级可以获得的帮助内容。在邮件的最后,基金会还提到了总部迁移后的系列过渡政策与下一步工作计划,包括针对现有的美国基金会章程修订权、知识产权等方面的规章制度进行完善优化,希望可以充分吸纳各会员单位提供的优质建议。

附邮件主要内容翻译(不包含会员反馈表):
亲爱的 RISC-V 会员们:我们共同建立了一个令人难以置信的开源生态,我们的很多成员实现了一个开放的 ISA 愿景,以创新芯片产业。基金会发展到今天,已经获得了全球知名企业的关注和支持,同时非常感谢 RISC-V 会员所作出的贡献。今天,随着我们总部完成搬迁,标志着从此基金会将开启新的征程,我们持续以开源为基础,愿建立一个更强大、更有影响力的开源生态。

RISC-V 基金会理事会和我很荣幸地宣布,我们现在已经在瑞士正式成立了 RISC-V 国际协会(“RISC-V”),我们亲自邀请您通过新的会员政策加入该组织。

为什么要搬到瑞士?

我们已经从广泛的行业咨询以及与技术社区领导人的沟通交流中了解并预测到开放合作以及 IP 权限相关政策被破坏的可能性。虽然没有任何国家、公司或个人对 RISC-V 指令集进行限制或禁运,但这一直是一个令人关注与忧虑的话题。我们意识到,开放合作以及 IP 权限被中断的可能性是阻碍投资和应用推广的一个重要因素。瑞士被选为我们的总部,是对开源技术和软件技术的大力支持、协作和低地缘政治破坏风险等因素进行相关综合评估后的抉择。

在瑞士的司法管辖下,RISC-V 基金会将会有哪些改变?

将总部迁至瑞士并不会改变 RISC-V 的基本宗旨或主要知识产权条款,我们力求在原本的基础上优化完善,通过对现有法规进行少量修改,以使其更具包容性,为我们的会员提供更强有力的权益保障,为加速跃进中的 RISC-V 项目提供资金支持。

1、包容性。所有技术和业务工作组、任务组和一般委员会将继续保持非机密性。
—— 加强治理、扩大领导。我们将根据新的会员制度,开放权限,让不同层级会员均有机会通过选举成为理事会的代表。

2、为 RISC-V 社区和行业提供支持方案。我们已经重新设置了会员级别,使其与更大的开源组织和最佳实践保持一致。作为新会员制度的一部分,我们将设立新的高级职位,该职位将提供更多的财政支持,以建立更具前瞻性的项目,来服务庞大的社区生态。这些项目以 6 个原则为中心:技术交付、合规和认证、可见性、学习和培训、宣传和推广以及市场。

新的会员级别制度

为了让会员加入后获得更多的主动权,新的会员级别将分为三个等级。具体会员级别划分制度如下:(关于所有会员和管理的更多细节可以在我们的章程和会员文件中找到)

1、普通会员。普通会员主要包括大学和非营利组织,以及不属于法人实体的个人。公司不能加入这一级别。普通会员不需要缴纳年费,但可以享有正式会员的所有福利。普通会员有权从大学 / 组织或个人会员中提名一名代表出任理事会成员。

2、战略会员。战略会员包括公司、组织和其他法律实体,并享有正式会员的所有福利。战略会员将根据其法人实体的雇员规模承担年度会员费,具体如下:少于 500 名雇员 —— 年费为 5,000 美元;500 至 5,000 名雇员 —— 年费为 15,000 美元;5,000 名雇员以上 —— 年费为 35,000 美元。战略会员有权向理事会提名三名代表。

3、高级会员。高级会员包括任何具有浓厚兴趣和财务支持的法律实体,并享有正式会员的所有福利。这一级别的会员有两种选项。第一个选项为理事会级别,包括一名理事会和技术指导委员会的代表,每年需缴纳 250,000 美元的会费。第二个选项为高级技术指导委员会级别,包括一名技术指导委员会的代表,年费为 100,000 美元。高级技术指导委员会和战略会员一样有权提名理事会代表。

瑞士和成员国的过渡方案将如何运作?

我们正与社会一道努力,使这一过渡尽可能顺利。现在所有会员级别均可以注册。我们还将开始接受普通、战略和技术指导委员会高级会员的理事会代表提名,截止日期为 2020 年 5 月 31 日,并于 2020 年 6 月举行理事会提名和选举。拥有新基金会会员资格的成员将参与其中。所有仅限会员的活动将立即过渡到瑞士新基金会,在 2020 年 8 月 31 日之前,仅限会员的活动允许美国和瑞士 RISC-V 会员参与;自 2020 年 9 月 1 日开始,仅限会员的活动将只允许瑞士 RISC-V 基金会的会员参加。

一旦您选择了新的会员级别并提交了在线会员资格申请表,我们将把您从美国基金会实体的剩余会员费按比例折算作为您在新瑞士基金会实体的入会金额。您将收到新基金会开具的电子发票。我们已将法律实体过渡到瑞士,从现在开始,我们将不再续签美国基金会会员资格。自 2020 年 9 月 1 日开始,我们将把存在于美国的基金会实体转变为一个非会员组织。届时我们将单独联系尚未转为瑞士基金会组织会员的其余会员。

路透社:RISC-V 技术成为中美科技战的新战场


路透社在2023年10月上旬发布文章《RISC-V technology emerges as battleground in US-China tech war》,称 RISC-V 技术成为中美科技战的新战场。文章指出,拜登政府面临来自部分立法者的压力,要求限制美国公司开发在中国被广泛使用的免费芯片技术 —— 此举可能会颠覆全球科技行业的跨境合作。两名共和党众议院委员会主席、共和党参议员 Marco Rubio 和民主党参议员 Mark Warner 以国家安全为由,敦促拜登政府对 RISC-V 采取行动。议员担心中国政府正在利用美国公司之间的开放合作文化来发展自己的半导体产业,这可能会削弱美国目前在芯片领域的领先地位,并帮助中国推进军事现代化。其呼吁拜登政府对 RISC-V 相关技术的出口实施限制 ——“要求任何美国个人或公司在与中国实体就相关贸易往来之前获得出口许可证”,这也是中美芯片技术之争的最新进展。

受此压力,2023年10月10日,RISC-V 国际基金会发布了一篇名为 “RISC-V:由全球社区支持的开放标准,为所有人提供开放计算” 的文章(上文亦有)。例举了 RISC-V 具有战略重要性的三个关键原因:
1.几十年来,开放标准对于技术创新、采用和发展至关重要
2.开放标准为广泛的利益相关者(就业、消费者、研究、学术界、工业界等)创造机会并刺激增长
3.RISC-V 是定义的开放标准计算指令集架构

基金会 CEO Calista Redmond 在文章中表明,RISC-V 将会继续存在。RISC-V 是一个开放标准,吸收了来自世界各地的有意义的贡献。作为全球标准,RISC-V 不受任何单一公司或国家的控制。并强调:

RISC-V 规范的开发基于非专有的贡献或均匀分布在北美、欧洲和亚洲的 RISC-V 成员公开培养的贡献。RISC-V International 不提供芯片设计、开源内核、专有 IP 或实现,而是发布一组常用的全球开放标准。这些已发布的标准所包含的信息并不比专有架构已发布的信息多。唯一的区别是市场可以使用这些标准,而无需获得控股公司的专有许可。竞争不是发生在标准层面,而是发生在实施层面。

RISC-V 为世界各地的公司带来了参与快速增长的半导体领域的巨大潜力。限制公司、代工厂、政府和研究机构采用 RISC-V 将使他们无法从自己资助和创建的开放标准中受益,同时让全球竞争对手在自己的实施中领先。获得开放标准可以让公司更快地创新,并把时间花在创造差异化产品上,而不是试图重新发明轮子。 正如世界各地的公司都采用以太网、HTTPS、JPEG 和 USB 标准一样,我们也看到 RISC-V 作为开放标准的类似趋势。 RISC-V 的灵活性、可扩展性和扩展性为开发人员提供了无与伦比的设计自由度。


开源的 RISC-V 架构正成为不少大厂发力的新方向。2023年1月,Google 在 RISC-V 峰会上表示,想要让 RISC-V 成为 Android 的 T1 级支持架构,让其地位与 ARM 处理器处于同一水平;2022年,Intel 宣布投入 10 亿美元创造 RISC-V 创新基金;国内百度、腾讯也纷纷加大对 RISC-V 的投资......在这种趋势下,RISC-V 计算机架构将迎来哪些机遇?

在本文中,RIOS 实验室联合主任、睿思芯科创始人兼董事长谭章熹将围绕 RISC-V 在 2022 年发展,探析其走向高端化的有效路径,并展望 2023 年的最新发展趋势。

作者 | 谭章熹,责编 | 屠敏
出品 | CSDN

2022年,对于略显年轻的RISC-V行业来说,这是比较特殊的一年。作为开源、精简的计算机架构,它诞生于上个世纪,本世纪初发展到第五代,却已经隐隐有和PC领域的x86、移动端的ARM三足鼎立的趋势。过去,RISC-V的发展中,低端、MCU、IoT都是它在市场上的关键词。作为它最早的参与者和支持者,我一直认为这其实对RISC-V的认识是不完整的。它的潜力非常大,有机会给很多有特殊需求的领域提供芯片、生态扩展到覆盖各个性能场景,过去一年的一系列消息也恰恰是它走向高端化的有力证明。

2022 年1月,英特尔表态投入10亿美金打造RISC-V创新基金,表态支持RISC-V发展;9月,SiFive成为NASA即将推出的高性能航天计算 (HPSC) 处理器提供核心 CPU的供应商,用RISC-V架构的芯片搭建要求极高的航空领域的高性能处理器。时值2023年初,我在此抛砖引玉,和大家聊一聊过去一年以来RISC-V的几个重点和未来走向。

在高性能市场崭露头角

从前面聊的消息可以看到,RISC-V的应用场景、和重要程度都在加深,这也印证了我认为的RISC-V的一个最终发展趋势:高端化。

这是由于RISC-V最基础的特点:开源、精简、模块化。开源,意味着它不受任何单一公司控制,有着巨大可能性与未来潜力;精简,意味着它的可扩展性很强,没有很多历史包袱;模块化的特性,则让它能够很好地解决目前随着智能化的精度增加,更特殊的一些计算需求。

也正是因为这些原因,它的特性其实非常契合未来我们在服务器、数据中心等高端场景的芯片需求。

再比如文章开头我提到的SiFive和NASA的合作—— 2022年9月消息,NASA选择了美国的RISC-V厂商SiFive为他们即将推出的高性能航天计算 (HPSC) 处理器提供核心CPU。从行星探索到月球和火星表面任务,预计HPSC将用于几乎所有即将进行的太空任务。

除了一个8核SiFive IntelligenceTM X280 RISC-V矢量核外,HPSC还将使用四个SiFive RISC-V核,以提供当前太空计算机100倍的计算能力。许多太空任务组成部分,包括自主漫游车、视觉处理、太空飞行、制导系统、通信和其他应用程序,都将受益于计算机性能的显着提高。

这是要上太空的,最核心的部件,也用上了RISC-V,就是对RISC-V真实地位的一个有力证明:它有能力支撑需求极高的高端场景算力需求。

在刚刚过去的RISC-V峰会上,Ventana也宣布推出了Veyron系列高性能RISC-V处理器。Veyron V1是该系列的第一个成员,采用高性能Chiplet和IP的形式提供。这些高性能产品的推出都展现了目前RISC-V行业走向高端的趋势。

从另一个角度来说,在这些高端场景应用里面,往往需要进行定制化,假如追求新的技术突破或一些创新的时候,RISC-V独到的优势天然就会吸引到企业来选用。而它开源的特点又让研发没有太多负担,商业化路径明晰。再想想近期Arm与Qualcomm的诉讼,在授权费用上有着很多争端,不难明白为什么RISC-V在商业化方面有着越来越强的吸引力。

可以想象,除了车载芯片,服务器、数据中心等领域我们都会逐渐目睹RISC-V芯片从进场负责边缘应用、到成为核心处理器的一个过程。2022年这些实际落地的应用已经可以证明,在性能需求很高、要求很专业的领域,RISC-V能做得好,未来也会越来越好。

大公司入局,创新始终是最强驱动力

除RISC-V高端化,今年大公司的动向也释放出了一些值得关注的市场信号——为了保证不错过RISC-V这一浪潮,他们或直接切入,或提前布局。

2022年刚开年时,Intel就丢了一个重磅消息:将投入10亿美金打造创新基金,提供资金、晶圆厂服务和重要技术,其中大部分都将用于协助RISC-V创新企业的长期发展。作为半导体领域长期霸主之一,Intel拥抱RISC-V可谓意味深远:首先,从其公司战略上,可能代表着扶持RISC-V与Arm竞争,并借开源的RISC-V打磨自己的晶圆厂;其次,Intel这样的行业巨头积极表态并参与其中后,RISC-V的生态发展,将得到一股强劲的驱动力。

在这次真金白银的投入之前,Intel已经多次表达过对RISC-V的兴趣。比如领投RISC-V IP开发商SiFive的C轮融资,并在去年出价20亿美元提出收购案。虽然收购并未落地,然而Intel在积极拥抱RISC-V,已经是显而易见的事情。

而这次Intel宣布的10亿美金基金并加入RISC-V国际基金会,更是意味着Intel对于扶持RISC-V在微架构领域与Arm竞争、以及将RISC-V架构芯片纳入IDM2.0版图的长远愿景。

这对于整体RISC-V生态是一个好消息——Intel作为行业非常资深的企业,能作为一个重要推手,加速RISC-V生态成形。

尤其是Intel这次发布的新消息,在各个层面上提供针对RISC-V企业早期需求的帮助,包括10亿美金的资金,授权差异化RISC-V IP以加速创新,提供对基于 RISC-V 的开放式IntelChiplet block的访问,探索RISC-V相关的创新芯片架构和先进封装技术。

这也是因为,Intel看好未来RISC-V落地很广阔——并非局限在IoT领域,而有很多高端场景。RISC-V的这些潜力,意味着它可以和Arm竞争,并最终形成X86、Arm、RISC-V三足鼎立的格局。另一方面,借助开放开源的RISC-V,Intel也可以进一步打磨自己的晶圆厂,更快地迭代晶圆厂、半导体工艺,维持自己主要业务模式上处理器霸主的地位。

从历史角度看,可以回望当年微软崛起,IBM对Linux一路扶持的往事,其中逻辑是类似的。这样的战略投入成就了开源的Linux在操作系统中的地位;而RISC-V作为最新一代开源指令集,前景可期。可以说,这是Intel一个长远的布局,不是仅仅跟一两家公司竞争,而是看到了RISC-V未来巨大的的潜力。除了Intel以外,市面上很多企业或多或少都做出了对RISC-V的投入、或表示关注。

2022年年初的CES上,Mobileye(已被Intel收购)发布12核RISC-V自动驾驶芯片EyeQ Ultra,CPU内核全部用的是RISC-V。从产品角度来看,他们去做这个选择,正是因为RISC-V的特点,在这个例子中就是可定制化的特性以及商业上的灵活性,所以它选择了RISC-V。还有Apple之前开始招募RISC-V相关工程师等消息。

如果说高端场景的应用验证了RISC-V架构的能力,那这些企业的关注很大程度上都是来自RISC-V在商业上的潜力。这是因为最初的设计就意味着它没有授权的桎梏,更灵活,这些定制化的解决方案迭代周期也更快,可以说,RISC-V本身就是非常鼓励创新的架构。

这和两个市场的需求是非常匹配的:充满活力的中国市场,和变动不断、受成本影响较大的创业市场。在此之前,中国市场在IoT领域的RISC-V处理器出货量就占全球的50%以上,而随着RISC-V处理器走向高端,我相信中国市场也会是其中很重要的参与者和探索者。

展望2023:RISC-V大洗牌,生态及人才储备逐步建立

2023年我对RISC-V领域的预期,是“破而后立”。

首先,今年以来资本市场转冷,而高端RISC-V芯片的研发投入较高,这可能意味着一些新创立的公司会面临比较多的困难,甚至一些已经成立一段时间的公司也会有资金上的压力。但RISC-V的热度仍将持续。在此期间,一定会有一些公司受到市场的压力,也一定会有一些公司找到自己的市场地位并且加速发展。最终会留下的都是掌握了核心技术、在垂直领域拥有竞争力的企业,也是一个大浪淘沙的过程。在高性能的RISC-V领域,我认为未来的市场版图会是比较分化的,各个公司会有自己专注的垂直领域。

主要原因在于,目前RISC-V的软硬件生态还正在完善过程,从垂直领域入手更容易突破,通用芯片则挑战更大。另一方面来看,在垂直市场里企业可以基于对终端应用的理解,结合RISC-V可定制化、Open License的特性,更容易做出商业上有竞争力的产品。除了这个趋势以外,从RISC-V行业发展角度来说,目前我们仍旧面临着一些挑战,这也是未来进步的方向。

首先是生态问题。说实话,比较年轻的RISC-V目前生态确实还比较有限,包含软件的生态和硬件的生态。硬件方面生态,比如说像一些IP,包括一些周边辅助的东西,IP其他的一些知识,软件的编译器、library库等,都仍旧有欠缺。

整体而言,RISC-V的技术是绝对有做高端产品的能力的,未来这也是一个必然的发展方向,只是在发展过程中,生态仍不完备。当然这个问题只是暂时的——在科技进步的过程中,我们是向前看而非向后看,随着时间的推移,越来越多的参与者进入行业,生态必将进一步繁荣,一些重量级企业的参与,也会加速这一过程。这也是为什么上文中提到Intel的明确表态和投入会对生态起到一个加速作用。另一方面,由于RISC-V本身的开源特性,越来越多的IP核开发、共享后,生态发展会很快。

世界上最大的存储设备制造商之一Western Digital也已经开始使用RISC-V架构。目前所有连接到 RAM 和 SSD 的微控制器都是在其内部基于 RISC-V 设计的硅片上制造的。去年他们开源了其内部设计的寄存器传输级(RTL)设计抽象 SweRV RISC-V核心。

Western Digital认为,通过让第三方使用核心,它将有助于推动硬件和软件设计人员采用RISC-V架构。这也将确保Western Digital自己的未来设计将得到更好支持。

正如之前我提到的,其实很多企业都感受到了开源的RISC-V的魅力,它给大家带来了一个全新的选择。在很多过去可能局限在Arm或者X86架构的场景下,RISC-V的存在就意味着大家会有一个额外的选择,这就会不断再次反向促进行业的发展。

其次是人才问题。从数十年前开始,半导体人才培养的模式就是需要至少6-7年的学习,并且至少要在行业有过几年经验,可能才是一个较为合格的工程师。因为仅仅在学校里面科研论文,跟真实参与产品设计、制作、流片等过程,还是有很大区别的。

这意味着,这是一个入门比较难、比较慢的行业。然而前几十年,不管是风险投资,还是普通群众,对于芯片这个行业都不算特别感兴趣——回报周期长,投入高——真正会花这么多时间投入这个行业的还属少数。

之前新京报采访了清华大学集成电路学院王志华教授、华南师范大学半导体科学技术学院院长李京波教授等人,结合报告数据,分析报道我国芯片人才缺口以数十万计。而每年能学成毕业进入行业的,可能就几万人。当然全世界芯片行业都缺人,但是中国尤甚。这件事情并没有一蹴而就的解决办法,只有逐渐补缺口。

总体而已,2022年以来,RISC-V已经成为半导体领域最不可忽视的关键词,而我相信随着整个行业生态成型、技术迭代,RISC-V将给半导体领域持续提供创新的基础,走上发展的快车道。

作者介绍:谭章熹,博士,清华伯克利深圳研究生院兼职教授。睿思芯科公司的创始人和CEO。他在加州大学伯克利分校获得计算机科学博士学位。他和获得2017 年图灵奖的David Patterson教授建立起RISC-V国际开源实验室。谭博士专攻计算机体系结构和超大规模集成电路设计。2013年从伯克利大学毕业后,他加入了Pure Storage,担任Pure的第一位芯片设计师。谭博士拥有超过20项美国闪存系统和硬件加速器专利。

RISC-V 有望与 X86、ARM 形成三足鼎立之势

中国科学院计算技术研究所副所长包云岗于2023年2月在报告中对 RISC-V 领域进行了解读,以下为原文。

2022 年 7 月,RISC-V 国际基金会首席执行官 Calista Redmond 在嵌入式世界大会上宣布 RISC-V 架构处理器核的出货数量已突破 100 亿颗。根据 Semico Research 预测,到 2025 年 RISC-V 架构处理器核的出货数量将达到 800 亿颗。为了实现以开源、开放、共建、共治模式发展 RISC-V 全球生态,RISC-V 国际基金会于 2020 年重组为由理事会、技术指导委员会与技术工作组等组成的开放治理架构,并将总部设于瑞士日内瓦,目前已吸引 70 多个国家的 3100 多个会员。RISC-V 处理器核出货量突破 100 亿颗,这是 RISC-V 生态发展的重要里程碑事件,这标志着 RISC-V 生态发展呈现明显加速态势。除了出货量超 100 亿颗,还有三个趋势彰显了 RISC-V 有望在不久的将来与 X86、ARM 形成三足鼎立之势:
(1)已经出现一批瞄准高性能 RISC-V 的国内外企业,性能对标 ARM Cortex-A76/A78,甚至 Neoverse-N1/N2,这些企业将把 RISC-V 从嵌入式场景拓展到工业控制、自动驾驶、人工智能、通信、数据中心等对算力要求更高的场景。
(2)RISC-V 软件生态正在加速,各个开源软件社区主动适配 RISC-V 架构。以 Linux 发行版 Debian 为例,2019 年开始支持 RISC-V,在全世界开源社区努力下不到 3 年时间就已经完成 2 万多个软件包中 95% 的移植,使 RISC-V 成为 Debian 支持的 Tier-1 架构。
(3)RISC-V 得到不同级别企业的青睐。根据市场披露数据统计,全球 RISC-V 初创企业融资总金额已超过 20 亿美元。英特尔、高通、华为、中兴、阿里等头部企业均以高级会员的身份加入了国际基金会,其中英特尔设立 10 亿美元 IFS 基金,主要用于 RISC-V 流片服务。

中国 RISC-V 生态发展迅猛,全球 100 亿颗 RISC-V 核出货量中,预计中国将占 1/3 到 1/2。中国社区作为 RISC-V 国际基金会的工作小组和研发伙伴,一直是 RISC-V 最强有力的贡献者之一,在 RISC-V 全球生态建设中正起到关键核心作用。

全球首个运行于 RISC-V 平台的 Windows x64 软件模拟器发布

在2023年2月的 Wine-CE 8.2 更新中,首次添加了针对 RISC-V 的支持,因此 Wine-CE 也成为全球首个运行于 RISC-V 平台的 Windows x64 软件模拟器。近些年来,在半导体产业受到地缘政治影响的背景下,以开放性著称的 RISC-V 芯片指令集架构的影响力与日俱增。RISC-V 指令集拥有基于开源、开放、共建、共治模式发展的全球生态,相较于其它指令集而言,其可以不受某个商业或政治实体控制,且无须支付授权费即可使用。因此,其被主导自主可控领域的企业和中小型企业所青睐。

然而,作为一款新兴的指令集,RISC-V 的缺陷也显而易见,尤其是软件生态。即使由于上述优势,相关企业可以大幅降低生产过程中的风险和成本,但倘若没有足量可供运行的软件,那么实现 RISC-V 指令集崛起的梦想也若水中之月,可望而不可即。另一方面,在现代信息技术产业中,软件的开发成本远胜于硬件采购成本。且软件产业在全球化分工合作的背景下,单个软件的指令架构移植工作往往要涉及多个商业实体间的沟通合作,尤其是在 RISC-V 在市场占有率还不具备优势的前提下,其本不良好的私有软件生态只会雪上加霜。为了打破低硬件市场占有率导致低软件市场占有率的恶性循环,提升 RISC-V 指令集硬件市场占有率是当务之急的工作。

在此背景下,通过兼容高市场占有率的 Windows 软件来快速提升 RISC-V 硬件市场占有率不失为一条可行的解决方案。因此,Wine 的以跨指令集架构为特色的衍生版 Wine CE, 在最新的 8.2 更新中,提供了针对 RISC-V Linux 的支持工作。目前 Wine CE RISC-V 可运行 Windows x64 和 ARM64 指令架构的 64 位软件(32 位软件因为 BUG 的缘故在当前版本暂未支持),并已经在 StarFive 的 VisionFive2 单板计算机上成功运行。

基于 QEMU 用户模式在 RISC-V 平台上模拟 x86_64 以往遇到 2 个 BUG:RISC-V 主机端代码生成存在生成非法指令的 BUG、x86 客户端由于误读 Intel 文档导致错误 GDT 错误实现的 BUG。前者在 2023 年 2 月的最新主分支更新代码中得到解决,后者在 Wine CE 作者提交的暂未合入主分支的修复补丁中也得到解决。因此借着 Wine 发布 8.2 的契机,Wine CE 在迅速跟进 Wine 发布最新分支的同时,将 QEMU 用户模式的 BUG 修复代码引入。因此,Wine CE 成为全球首个运行于 RISC-V 平台的 Windows x64/ARM64 软件模拟器。

和其它跨指令集架构模拟器相比,Wine CE 创新性的将 QEMU TCG 二进制翻译层置于基于本机指令集架构的 Wine 运行时系统和基于客户端指令集架构的 Windows PE 可执行文件之间,且 Wine 运行时系统和 Windows PE 可执行文件之间通过协程进行双向交互。因此,Wine CE 无需以 virtio-gpu、virgl 为代表的客户端驱动,可直接通过 Wine 运行时系统直接调用本机的接口和库。换句话说,整个 Wine CE 可以看作一个脚本解释器,客户端指令集代码可以看作脚本,QEMU 通过加载 Wine 的本机指令集架构动态链接库,在翻译执行客户端指令集代码的同时,调用 Wine 的动态链接库中的函数,完成绘制等行为的操作。因此,Wine CE 无需 chroot 操作,也无需 root 权限即可运行。

中国电子工业标准化技术协会 RISC-V 工作委员会成立

2023年8月31日,中国北京 —— 中国电子工业标准化技术协会 RISC-V 工作委员会正式成立。


中国电子工业标准化技术协会 RISC-V 工作委员会,简称:RISC-V 工委会,英文名称为 RISC-V Ecosystem & Industry of China Electronics Standardization Association,缩写:RVEI,是从事 RISC-V 产业领域相关单位及组织等自愿组成的全国性、行业性、非营利性社会团体,是中国电子工业标准化技术协会所属分支机构。

RISC-V 工委会宗旨为:发挥在产业组织、行业自律方面的作用,为 RISC-V 产业领域的标准研制、标准符合性评估、知识产权保护、人才培养、产业研究等方面支撑服务,引导国内 RISC-V 产业从无序竞争走向协同创新,形成产业合力,实现优势互补、资源共享、协同推进,共同营造产业良好生态环境,带动产业链协同发展。

中国电子工业标准化技术协会(简称 “中电标协”)是国内电子信息领域唯一的标准化国家一级社团,成立 30 年以来,在工业和信息化部等国家部委的大力支持下,组织国内外行业力量,聚焦全球行业发展趋势,持续占位国家发展大局,落实重点核心相关工作。

中电标协执行秘书长朵晶表示:“今年 3 月以来,应产业界各方专家呼吁,在部委的大力指导下,协会联合赛昉科技等三十多家企事业单位,共同发起组建了 RISC-V 工委会。同时,RISC-V 工委会邀请 26 位院士组成战略委员会,倪光南院士任主任委员;邀请 RISC-V 国际协会 CEO Calista Redmond 担任资深顾问,充分链接国内外资源,推动国内需求和扩展标准的落地,为各方打造一个交流中心、合作平台和共建机构,引导产业有序协同创新,建立世界领先的 RISC-V 生态体系。”


谷歌官宣安卓将全面支持RISC-V

Google 显著推进了让 Android 在使用 RISC-V 指令集架构的 CPU 上运行的努力。这家广告和搜索巨头的开源博客在2023年10月未旬发布的一篇博客文章一开始就解释说 Android“支持许多不同的设备类型和 CPU 架构”,然后补充道“我们很高兴能够在该列表中添加一个新的 - RISC-V。”

该文章由负责 Android 平台编程语言的 Google 员工 Lars Bergstrom 和负责低级操作系统的 Greg Simon 撰写,回顾了 Google 于 2022 年 11 月开始接受 RISC-V Android 补丁的决定。“我们的最新更新是,现在我们不仅接受补丁,而且还开始在 Android 中成熟地支持 RISC-V,”两人写道。“RISC-V 是一种模块化 ISA,这意味着有大量可选扩展。我们还确定了一个初始设置,认为这对于确保任何运行 RISC-V 的 CPU 都具有我们期望实现高性能的所有功能至关重要。”

两人写道,当前的补丁集支持构建和运行基本的 Android 开源项目体验。但“针对 Android 运行时 (ART) 的完全优化后端的工作仍在进行中。”许多其他工作也是如此。但正如 Bergstrom 和 Simon 所写的那样,进展显然正在取得进展:“今年晚些时候,我们预计 NDK ABI 最终确定,金丝雀构建将很快在 Android 的公共 CI 上可用,x86-64 和 ARM64 上的 RISC-V 可以更轻松地测试 riscv64 Android主机上的应用程序。”

到 2024 年,两人预计将推出公开可用的模拟器,“具有完整的功能集,可以测试各种设备外形尺寸的应用程序!”根据上周的消息称,谷歌和高通将把与 Android 相邻的 Wear 操作系统引入 RISC-V,可穿戴设备将成为首要目标。Bergstrom 和 Simon 还建议编码人员“请继续关注,我们正在研究如何让 Android 开发人员能够像 Java 和 Kotlin 开发人员一样轻松地针对新平台编写原生代码!”

RISC-V 是经过许可的,这意味着芯片设计人员可以自由使用该架构,但不必像其他形式的开源许可所要求的那样被迫分享他们的工作。人们对 ISA 的兴趣很高,因为它提供了创建定制芯片的机会,而无需像将 Arm 内核定制为成品时那样支付版税。开源开发创造和维持数字公共产品的能力已成为许多技术利益相关者的关键战略,这通常要归功于其活动受主导平台所有者支配的长期痛苦经历。几十年来,英特尔和 Arm 在 CPU 架构上的主导地位一直没有受到挑战。

基于 RISC-V 的 Android 对该主导地位构成了威胁,因为仅全球智能手机市场每年数十亿的出货量就是一个巨大的市场机会。每年已发货的 5 亿可穿戴设备也是如此。因此谷歌额外推动 Android 在 ISA 上运行是重大变革的潜在预兆。但也许变化不会很快,因为能够与高通等公司的 SoC 正面交锋的 RISC-V 芯片尚不存在。但他们显然将在不久的将来到来。

Android 和 RISC-V,需要了解什么才能做好准备?

据谷歌开源博客消息,谷歌公布了一系列 Android 平台对开源架构 RISC-V 的未来支持计划,并表示准备明年推出 RISC-V 版的 Android 模拟器。Android 是一个开源操作系统,可以免费移植到许多设备和架构。因此它支持许多不同的设备类型和 CPU 架构。我们很高兴能够在该列表中添加一个新的——RISC-V。

RISC-V是一种免费、开放的指令集架构 (ISA),将我们在围绕开源的软件中看到的全行业协作和创新精神带入了硬件生态系统。RISC-V于 10 年前由加州大学伯克利分校发明,已在嵌入式和微控制器领域得到快速采用,近年来已扩展到加速器、服务器和移动计算领域。

2022 年 11 月在 RISC-V 峰会上宣布我们正在接受 RISC-V 补丁:我们的最新进度是现在我们不仅接受补丁,而且还开始在 Android 中成熟地支持 RISC-V。RISC-V是一种模块化的ISA,这意味着有大量的可选扩展。我们还确定了一个初始集,我们认为这对于确保任何运行 RISC-V 的 CPU 都具有我们期望实现高性能的所有功能至关重要。该集包括 rva22 配置文件以及矢量和矢量加密扩展。此更新是在欧洲 RISC-V 峰会上提供的:

现在也可以在自己的计算机上构建、测试和运行对 RISC-V 的 Android 支持!就像 AOSP 中的其他平台目标一样,您可以使用Cuttlefish虚拟设备支持:
$ lunch aosp_cf_riscv64_phone-userdebug
$ m -j
$ launch_cvd -cpus=8 -memory_mb=8192

然后可以使用vncviewer连接到正在运行的设备并进行交互。

目前这些补丁将支持构建和运行基本的 Android 开源项目体验,但尚未完全优化。例如 Android 运行时 (ART) 的完全优化后端工作仍在进行中。此外AOSP、我们的外部项目和编译器尚未生成完全优化、精简的代码,这些代码也利用了最新批准的扩展,例如向量扩展。然而我们相信它已经准备好允许实验和合作。

2023年晚些时候,我们预计 NDK ABI 将最终确定,canary版本将很快在 Android 的公共CI上可用,并且 x86-64 和 ARM64 上的 RISC-V 可用于更轻松地在主机上测试 riscv64 Android 应用程序。到 2024 年,计划公开提供模拟器,并提供完整的功能集来测试各种设备外形尺寸的应用程序!正如我们最近与高通合作宣布的那样,我们预计可穿戴设备将成为第一个可用的外形尺寸。

然而仅仅移植Android操作系统本身是不够的!我们正在与社区和RISE(RISC-V 软件生态系统)合作。RISE 项目的建立是为了提供一种方法来加速运行高级操作系统的高性能和高能效 RISC-V 处理器内核的软件可用性。这不仅包括 Android,还包括 Linux 和跨各种应用领域(包括高性能计算)的其他操作系统。RISE 项目的成员包括晶心科技、谷歌、英特尔、Imagination Technologies、联发科技、Nvidia、高通技术、红帽、Rivos、三星、SiFive、T-Head 和 Ventana。

Google 还将继续并扩大我们对RISC-V International 的大力投资,甚至超出了我们长期的高级会员资格和董事会参与范围。我们还有许多其他贡献者在横向委员会、工作组和技术委员会中担任关键角色,以确保规范的快速设计和批准不仅使 Android 受益,而且使许多其他用例受益。Android 对 RISC-V 的支持依赖于从工具链到基本支持库的广泛贡献。我们非常感谢正在进行的努力,这需要无数的项目来支持 RISC-V 构建配置和质量实施。