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最近出現最多的術語之一是RISC-V,特別是自從英偉達將購買 ARM 作為最常用的 ISA 的替代品以來。然而,盡管它有好處,但重要的是如何弄清楚通過網絡運行的大量錯誤信息。
近年來,您會讀到有關 RISC-V 如何成為處理器的未來以及它將很快取代 ARM 的新聞。所有這些都是在沒有考慮市場上所有現有程序從使用一組寄存器和指令到另一組寄存器和指令的困難程度的情況下說的。這是只有當你控制其整個生態系統時,你才能做到的事情。換句話說,這幾乎是不可能的,例如,盡管當時有人在談論向 ARM 過渡,但 PC 仍然基于 x86。它們與 RISC-V 有什么不同?
RISC-V 的流行
盡管有具有 RISC-V ISA 的處理器,而且越來越多,但我們必須從這樣一個事實開始,即與 ARM 的情況相反,ARM 的寄存器和指令集是固定且不可觸及的,但在 RISC-V 中它是模塊化的。因此,只需要一條指令或一組指令不存在,程序就會停止運行。盡管在各種 ISA 中添加了新指令來解決新類型的問題,但實際上沒有做到的是如何保持穩定的基礎,以保持不同應用程序的兼容性。
RISC-V 的方法不同,模塊化允許芯片制造商制造專用處理器并選擇指令集,從而選擇芯片最終攜帶的指令。這使他們能夠更專注于加速常見任務并釋放處理器內核。盡管這與僅完成一項任務的固定功能單元有很大不同。
這是 RISC-V 的關鍵,也因此,它的使用會越來越流行,甚至在使用量上會超過 ARM,因為我們會在手機和 PC 上看到上述 ISA 下的幾種處理器。
上述 ISA 有何有趣之處?
事實上它允許我們創建專用甚至通用處理器而無需為 ISA 付費,這在嵌入式系統中尤為重要,在嵌入式系統中我們必須擁有具有一定能力的處理器才能使事情正常進行,但是我們必須遵守 x86 或 ARM 處理器的不可變規范和條件,我們最終將為所述應用程序中永遠不會使用的功能支付更多費用。
此外,每個處理器的目標都是讓程序盡可能快地運行,這就是為什么擁有支持單元來減輕常見但重復性任務的負擔通常是理想的。雖然不是,每個人都可以自己制作芯片,你可以設計一個并通過FPGA應用。超級計算機市場已經開始這樣做了。就家用 PC 而言,中央處理器、圖形芯片甚至某些芯片組功能內部的單元會有所不同。
RISC-V與X86、ARM的競爭
RISC-V已經在CPU行業成為一個強有力的競爭者并備受行業關注,目前正在一步步建立自己的生態系統。這些都是RISC-V的必經之路,但距離真正的生態繁榮還有一段路要走。處理器市場是一個非常奇怪的市場,沒有真正的跡象表明RISC-V將成為殺手級處理器。真正的挑戰不是技術能力,也不是能夠做到競爭對手沒辦法做到的事情,例如RISC-V 以嵌入式和 SoC 芯片的形式大量出貨,并且是唯一一個設計人員可以在 ISA 級別自由添加或修改架構特性的 ISA。與其兩個競爭對手的市場優勢相比,這些依然有一些微不足道。
X86架構是復雜指令集,主要用于PC產業,并且地位非常穩固,雖然ARM架構也經常踩過界,但簡單指令集,在PC領域上還是無法與復雜指令集比,再加上Wintel的堅固聯盟,其它架構,無法取代X86的位置,RISC-V當然也不行。再說說ARM架構,這是簡單指令集,功耗低、主要用于手機、移動設備等。RISC-V在一定程度上可以替代ARM,畢竟RISC-V也是簡單指令集。但是ARM架構與安卓已經形成了一個強大的生態聯盟,稱之為A-A生態,需要生態的設備,可能首選ARM,而不是RISC-V。
不過,縱觀RISC-V在全球的發展,北美依然是RISC-V創新高地,從處理器IP到軟件,再到數據中心,都在全面探索;歐洲,老公司都在逐步從原有架構轉到RISC-V架構;亞洲,以Andes、StarFive、香山、芯來和平頭哥等為代表的公司都在努力推動處理器的發展。此外,大部分芯片公司也正在考慮如何使用RISC-V開發自己的生態產品,以及很多基礎軟件公司也在逐步進入到RISC-V生態中。
RISC-V之父、圖靈獎得主David Patterson也曾表示:“RISC-V是一個全球現象。3到5年后,RISC-V將無處不在!”據相關數據顯示,2022年采用RISC-V架構的處理器已出貨100億顆;預測到2025年將突破800億顆。隨著萬物互聯的智能時代來臨,開放、簡潔、模塊化的RISC-V架構崛起,并從終端走向云端,極有希望發展成為第三大架構生態。
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