ARM授权费用太贵,科技巨头欲转向开源架构RISC

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不久前,特斯拉加入RISC-V基金会,并考虑在新款芯片中使用免费的RISC-V设计。至此,已有IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为等50多家科技公司加入RISC-V阵营。

冒出一些问题的原因一方面是机会ARM的授权费用虽然太贵了,买车人面也是机会RISC-V提供指令集彻底开放,非常有希望成为CPU领域的Linux。正是机会看好RISC-V的未来,不少科技巨头在RISC-V还是潜力股的以后趁早下注。

RISC-V的诞生

在2010年,加州大学伯克利分校的一一另俩个 研究团队正在准备启动一一另俩个 新项目,而要设计CPU,必然要选着一种生活指令集,然而,X86指令集被英特尔控制的死死的,ARM的指令集授权费又非常贵,MIPS、SPARC、PowerPC也地处知识产权问题。

在一些具体情况下,伯克利的研究团队决定从零现在刚开始设计一套全新的指令集。且这款新指令集才能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的正确处理器。正如行业内常说的,设计一套指令集并不一定黑科技,用这套指令集去实现CPU才是真正具有含金量的工作。伯克利的研究团队只用了八个月就完成了RISC-V的指令集开发,并公开发布了第一版指令集。

该指令集的第一一另俩个 版本只中含了都才能 50条指令,都前要用于实现一一另俩个 具备定点运算和特权模式等基本功能的正确处理器。机会用户前要励志的话 ,也都前要根据买车人的需求自定义新指令。

以后一来,这套指令集兼具精简和灵活两大特点。以后 ,伯克利的研究团队将一些新指令集命名为RISC-V,RISC指的是精简指令集的意思,V是罗马字母,代表第五代的意思。机会伯克利分校的David Patterson教授在此以后机会研制了四代正确处理器芯片。

更关键的是,伯克利研究团队将RISC-V指令集彻底开放,使用BSD License开源协议,这就使RISC-V不像ARM、PowerPC等指令集那样前要付费授权才能使用。而且BSD开源协议给予使用者很大自由,允许使用者修改和重新发布开源代码,也允许基于开源代码开发商业软件发布和销售。为什么在么在会 说呢,像Linux的GPL协议,就限制了商业公司的行为。而BSD开源协议则不同,苹果的iOS就基于BSD内核,但使用开源软件以后,机会BSD开源协议给了苹果很大的自由度,苹果依旧都前要将iOS闭源并在商业市场赚钱。

对于大学和科研院所等学术机构来说,RISC-V也是非常有价值的。中科院计算所包云岗研究员团队在做一一另俩个 项目时,最初选着了SUN的Open Sparc T1,然而这款正确处理器的社区活跃度和软件支持都有行,而且独立性比较差。而且又选着了Micro Blaze,然而这款正确处理器却不开源。最后把目光转向了RISC-V,并完成了科研项目。相关技术成果被华为用在海思的ARM服务器CPU上。

正是机会RISC-V选着了对商业公司非常友好的BSD开源协议,以及RISC-V兼具精简和灵活等优点,众多商业公司纷纷关注RISC-V。

▲RV12 RISC-V正确处理器

RISC-V有望克隆Linux的成功

目前,在CPU上,X86和ARM是两大霸主。然而这两位霸主都非常霸道,英特尔根本不允许除AMD和VIA之外的任何一家公司使用X86指令集,而且一旦AMD被收购,X86指令集授权都有重新谈判。即便是全美达想通过翻译打擦边球,结果也被英特尔用专利诉讼拖死了。

累似 的,ARM虽然比英特尔好一些,但也仅仅是好一些而已。在指令集授权上也非常吝啬,获得ARM32授权的公司一只手都能数的过来,ARM64授权虽然多一些,但授权费却异常昂贵,法国芯片创业公司Greenwave表示,我们我们都都机会使用ARM架构,要花掉50万美元的授权费。而且授权到期后,否有继续授权和授权费用都有重新谈判。

正是机会X86和ARM在授权上异常苛刻,不要 不要 大公司都对英特尔和ARM非常不满,而这恰恰给了RISC-V以后的后起之秀机会。包括谷歌、华为、IBM、镁光、英伟达、高通、三星、西部数据等商业公司,以及加州大学伯克利分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、ETH Zurich、印度理工学院、洛伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学以及中科院计算所等学术机构纷纷加盟RISC-V。在2017年11月召开的第7届RISC-V Workshop上,全球共有138个公司、35所大学与研究机构参会。

除了商业公司和学术机构之外,印度政府更是对RISC-V情有独钟。在2011年,印度现在刚开始实施正确处理器战略计划,在全国范围资助2-八个研制正确处理器的项目。印度理工学院马德拉斯分校的G. S. Madhusudan与V. Kamakoti教授在该计划支持下启动了SHAKTI正确处理器项目。SHAKTI项目就选着了RISC-V,并获得印度政府超过9000万美元的经费支持。

在2016年,印度先进计算发展中心获得印度电子信息技术部450万美元的资助,目标研制一款基于RISC-V指令集的2GHz四核正确处理器。

在过去数年中,印度政府资助的正确处理器相关项目都现在刚开始向RISC-V靠拢,RISC-V成为了印度的事实国家指令集。

目前,伯克利研究团队机会完成了基于RISC-V指令集的顺序执行的64位正确处理器核心(代号为Rocket),并前后基于45nm与28nm工艺进行了12次流片。Rocket芯片主频大于1GHz,与ARM Cortex-A5相比,实测性能较之高10%,面积速度高49%,单位频率动态功耗仅为Cortex-A5的43%。在嵌入式领域,Rocket机会都前要和ARM争市场了。

正是而且,西部数据声明,每年将使用10亿个RISC-V核;英伟达也组阁 ,将把RISC-V用于GPU内部内部结构的控制器。美国DARPA也资助一些公司基于RISC-V设计航天器的宇航芯片;还有众多商业公司计划基于RISC-V开发面向IoT的智能芯片,面向安全的芯片,以及服务器上的主板管理控制器等。在软件生态方面,也逐步在完善,比如调试工具链、中断控制器、JVM、LLVM、Python等开发者常用的软件工具都有完善之中。

正是依靠开源和免费,全世界的商业公司、学术机构都都前要开发兼容RISC-V指令集的正确处理器,而且不前要支付一分钱的费用。这使RISC-V有望被全球的开发者广泛应用,并克隆Linux的奇迹。何况RISC-V的BSD开源协议,比GPL协议对商业公司更加友好,使商业公司有很强的动力去推动这件事。

结语

诚然,依靠开源和免费,RISC-V非常受大学和科研院所青睐,并有望在教学领域大展拳脚,而这又会给RISC-V培养源源不断的后备军。对于商业公司来说,机会ARM的授权费虽然是太贵了,都有较强的动力去做RISC-V,给买车人留一一另俩个 备份,正确处理被绑死在ARM上。

不过,RISC-V也地处一一另俩个 隐忧,那就说 欠缺强有力的主导者,进而原因破碎化的问题。当年的MIPS虽然也非常学院派,MIPS阵营的商业公司都前要自由上加指令,比如龙芯就以MIPS为基础上加了50多条新指令,进而形成了买车人的指令集LoongISA。这又使开发软件的以后,即便同样属于MIPS,也前要分为龙芯版和MIPS版……

机会RISC-V也允许用户买车人加新指令,这都有机会使RISC-V破碎化,你说什么未来华为、高通、谷歌开发出的RISC-V正确处理器虽然都属于RISC-V,但却都才能 跑同样一套软件。

毕竟完正开放与有力的领导是一对矛盾,机会无法正确处理一些问题,恐怕RISC-V好难成长到能与X86和ARM争雄的水平。

感谢中科院计算所包云岗研究员对本文的指导!

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