深圳商報(bào)報(bào)道，今年 7 月，RISC-V 國(guó)際開(kāi)源實(shí)驗(yàn)室（RIOS）發(fā)布了首個(gè)可運(yùn)行 Linux 系統(tǒng)的 RISC-V 架構(gòu)微型計(jì)算機(jī) PicoRio，成為繼樹(shù)莓派之后又一款開(kāi)源的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

據(jù)悉，PicoRio 基于最新的 RISC-V 指令集構(gòu)建，從 CPU 設(shè)計(jì)到 PCB 電路板設(shè)計(jì)，再到操作系統(tǒng)核心軟件全部開(kāi)源。RIOS 方面表示，PicoRio 對(duì)標(biāo)的正是基于 ARM 架構(gòu)的開(kāi)源微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) Raspberry Pi （樹(shù)莓派）。

挑戰(zhàn)樹(shù)莓派

作為最成功的微型計(jì)算機(jī)，開(kāi)源的樹(shù)莓派在技術(shù)圈和學(xué)術(shù)界一直廣受編程愛(ài)好者的好評(píng)，各路大神基于樹(shù)莓派制作的新奇玩意兒層出不窮，圍繞這款微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)形成了一種獨(dú)特的 DIY 文化，相關(guān)的開(kāi)源軟件生態(tài)建設(shè)也十分豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至 2019 年 12 月，樹(shù)莓派的全球銷(xiāo)量已經(jīng)突破 3000 萬(wàn)套 。

業(yè)界認(rèn)為，樹(shù)莓派的成功對(duì) ARM 架構(gòu)的推廣起到了積極的作用。自面世以來(lái)，樹(shù)莓派就憑借其輕便小巧、低能耗、低成本的特點(diǎn)受到年輕一代技術(shù)愛(ài)好者的追捧，一款樹(shù)莓派4 2G 版本僅售 35 美元。很多年輕的 ARM 開(kāi)發(fā)者正是通過(guò)樹(shù)莓派入門(mén)，成為 ARM 軟硬件生態(tài)開(kāi)發(fā)潛在的技術(shù)人才。

而與樹(shù)莓派相比，PicoRio 最大的特點(diǎn)無(wú)疑是其開(kāi)源得更加徹底：基于開(kāi)源的 64 位RISC-V多核處理器芯片。而在其他方面，據(jù)官方介紹，PicoRio 1.0 版本支持 Linux 和 Google V8 Javascript 引擎。其預(yù)期功耗（待機(jī) 0.05 瓦，工作 0.5 瓦）比樹(shù)莓派 4（待機(jī) 3.4，工作 7.6）更低，更適合一些對(duì)續(xù)航與低能耗要求高的場(chǎng)景，比如邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)終端。

RIOS 聯(lián)合主任譚章熹表示，構(gòu)建 PicoRio 這樣一個(gè)開(kāi)源的硬件平臺(tái)，將對(duì) RISC-V 的推廣帶來(lái)非常積極的作用。

“CPU 領(lǐng)域的 Linux”

眾所周知，目前全球的 CPU 市場(chǎng)幾乎被 X86 和 ARM 兩大架構(gòu)壟斷。X86 在英特爾和AMD的掌握下，統(tǒng)治了服務(wù)器、PC 端市場(chǎng)；而 ARM 則壟斷了移動(dòng)端和嵌入式設(shè)備市場(chǎng)。

而正是在這樣的環(huán)境下，一套名為 RISC-V 的全新指令集在 2010 年誕生，讓開(kāi)源的理念得以進(jìn)一步延伸至硬件領(lǐng)域，甚至開(kāi)始撬動(dòng)全球芯片市場(chǎng)的格局。

2010 年，美國(guó)伯克利的 Krste Asanovic 教授需要為科研項(xiàng)目選擇一個(gè)指令集。但由于英特爾對(duì)X86 的授權(quán)十分嚴(yán)格，ARM 的授權(quán)費(fèi)用又十分昂貴，于是 Krste 教授決定帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)一個(gè)全新的指令集。Krste 的團(tuán)隊(duì)得到了 RISC 發(fā)明者之一，David Patterson 教授的支持。三個(gè)月后，在四名成員的協(xié)力研發(fā)下，RISC-V 指令集的雛形誕生了。

雖然 Krste 的團(tuán)隊(duì)僅花費(fèi) 3 個(gè)月時(shí)間就完成了 RISC-V 基礎(chǔ)指令集的開(kāi)發(fā)，但為了完善一系列的擴(kuò)展指令以及進(jìn)行流片測(cè)試，直到 2014 年，第一版 RISC-V 用戶(hù)手冊(cè)才正式發(fā)布。

Krste Asanovic

RISC-V 指令集是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算（RISC）原理建立的開(kāi)放指令集架構(gòu)（ISA），RISC-V 是在指令集不斷發(fā)展和成熟的基礎(chǔ)上建立的全新指令。RISC-V 指令集完全開(kāi)源，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于移植 Unix 系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，擁有完整的工具鏈，同時(shí)有大量的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)和流片案例，已在社區(qū)得到大力支持。

很快，功能完善且完全開(kāi)源的 RISC-V 受到了全球芯片開(kāi)發(fā)者的關(guān)注。2016 年初，非盈利組織 RISC-V 基金會(huì)正式成立，RISC-V 創(chuàng)始人 Krste Asanovic 教授擔(dān)任基金會(huì)主席。該基金會(huì)成立短短兩年間，就已經(jīng)有來(lái)自全球的 150 多個(gè)組織加入，其中包括谷歌、華為、英偉達(dá)、高通、麻省理工學(xué)院、普林頓大學(xué)、印度理工學(xué)院、中科院計(jì)算所等知名企業(yè)和高校機(jī)構(gòu)。乘著開(kāi)源的東風(fēng)，RISC-V 進(jìn)入了高速發(fā)展階段。這個(gè)時(shí)候，甚至已經(jīng)開(kāi)始有人把 RISC-V 稱(chēng)作 “CPU 領(lǐng)域的 Linux”。

RISC-V 在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)“芯片獨(dú)立”的呼聲越來(lái)越高，RISC-V 開(kāi)源的特性自然也受到了國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)者的關(guān)注。

2018 年，中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟成立，聯(lián)盟發(fā)起單位包括中科院計(jì)算所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、阿里—中天微、百度、中芯國(guó)際等近 20 家國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)，由中國(guó)工程院院士倪光南擔(dān)任理事長(zhǎng)。聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)包云崗曾公開(kāi)表示：“RISC-V 指令集有望像開(kāi)源軟件生態(tài)中的 Linux 那樣，成為計(jì)算機(jī)芯片與系統(tǒng)創(chuàng)新的基石。”

而在 2019 年 11 月，清華-伯克利深圳研究院建立 RISC-V 國(guó)際開(kāi)源實(shí)驗(yàn)室 RIOS ，由圖靈獎(jiǎng)獲得者 David Patterson 擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室主任，進(jìn)一步推動(dòng) RISC-V 在全球范圍內(nèi)的普及與發(fā)展。

David Patterson

自國(guó)內(nèi)大力推動(dòng) RISC-V 以來(lái)，阿里平頭哥等國(guó)內(nèi)科技公司都基于 RISC-V 架構(gòu)推出了自研的芯片產(chǎn)品，打破了國(guó)外長(zhǎng)久以來(lái)在芯片領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。

堅(jiān)持開(kāi)放治理

RISC-V 在中國(guó)的活躍也讓美國(guó)方面有所反應(yīng)。

2019 年，美國(guó)一些共和黨議員曾表示，他們擔(dān)心美國(guó)將失去對(duì) RISC-V 芯片架構(gòu)的影響力。美方認(rèn)為，RISC-V 架構(gòu)可用于為幾乎每種類(lèi)型的電子設(shè)備制造微處理器，從而使其成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。

美國(guó)商務(wù)部在給路透社的一份聲明中表示，其控制措施旨在維護(hù)美國(guó)的國(guó)家安全，并“確保不良行為者不能獲取損害美國(guó)公民或利益的技術(shù)，同時(shí)促進(jìn)創(chuàng)新以促進(jìn)美國(guó)繼續(xù)保持技術(shù)領(lǐng)先地位”。

考慮到中美貿(mào)易沖突引發(fā)的一系列問(wèn)題，為保持項(xiàng)目的中立性，RISC-V 基金會(huì)于 2020 年 3 月將位于美國(guó)的總部遷往中立國(guó)瑞士。RISC-V 首席執(zhí)行官Calista Redmond在接受路透社采訪時(shí)表示，“希望確保美國(guó)以外的大學(xué)、政府和公司可以幫助開(kāi)發(fā) RISC-V 這一開(kāi)源技術(shù)。自創(chuàng)建以來(lái)，中國(guó)公司就可以使用 RISC-V 架構(gòu)，該架構(gòu)是公開(kāi)可用的。”

Calista 表示該基金會(huì)的全球合作迄今尚未遇到任何限制，但成員“對(duì)可能的地緣政治破壞感到擔(dān)憂(yōu)”。她解釋?zhuān)骸霸谑澜绺鞯兀覀兌悸?tīng)說(shuō)‘如果公司不在美國(guó)，我們會(huì)更自在’。”

未來(lái)

在開(kāi)源軟件席卷全球的同時(shí)，開(kāi)源代碼硬件基礎(chǔ)也在穩(wěn)步發(fā)展，而被譽(yù)為“芯片界 Linux”的RISC-V 就是其中最為火熱的項(xiàng)目。作為新興的開(kāi)源芯片架構(gòu)，RISC-V 目前的生態(tài)還處在一個(gè)初級(jí)的階段，但得益于其始終堅(jiān)持開(kāi)放治理的開(kāi)源準(zhǔn)則，吸引了大量科技巨頭的進(jìn)駐，生態(tài)建設(shè)發(fā)展很快。

以目前 RISC-V 在業(yè)界掀起的巨大波瀾來(lái)看，不少業(yè)內(nèi)人士都十分看好 RISC-V 能在未來(lái)打破 ARM 和 X86 的壟斷。PicoRio 的出現(xiàn)，正是 RISC-V 向年輕開(kāi)發(fā)者普及過(guò)程中邁出的重要一步。

“RISC-V 是非常好的，除了它本身的技術(shù)價(jià)值以外，它的開(kāi)放特性決定了可以很容易的進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。”中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)聯(lián)盟理事長(zhǎng)倪光南表示，“中國(guó)的新一代信息技術(shù)，比如大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、VR、邊緣計(jì)算都可以嘗試采用 RISC-V，全世界都知道中國(guó)的產(chǎn)品很便宜，性?xún)r(jià)比很好，大家都用，那么基于 RISC-V 的 CPU 將會(huì)在世界范圍內(nèi)成為主流。”

來(lái)源：開(kāi)源中國(guó)