RISC-V的挑战和机遇在哪里?

外媒Semiengineering针对RISC-V的诸多问题对行业相关公司做了一次采访,采访对象包括:Rambus安全部门产品管理高级总监Ben Levine、Codasip全球销售副总裁Jerry Ardizzone 、SiFive工程副总裁Megan Wachs以及Bluespec的首席技术官Rishiyur Nikhil。TechSugar编辑部将全文翻译如下:

文︱Ed Sperling

译︱编辑部

图︱网络

Q:如何通过开放式ISA(Instruction-Set Architecture,指令集体系结构)赚钱?

Nikhil:可以围绕RISC-V内核开发系统,助推内核走向市场。目前已有很多开源内核,并引发许多人关注,在将内核实际安装匹配到系统前,并不知道哪个内核更适合你,需要通过一些科学的评估方式。而我们公司专注这类工作,开发并协助客户评估RISC内核产品,通过一个平台修改RISC内核,开发围绕其运作的整体系统。所以内核本身不赚钱,而是所谓的“周边”服务赚钱。

Wachs:我们自定义方式更为极端,并能加快上市时间,这是RISC-V的优势,具有高度可定制ISA,从而构建一个高度可定制的SoC。

Ardizzone:Codasip是一家纯粹的处理器IP公司,想要赚钱不能只靠自己,我们需要依靠RISC-V,需要一个强大的第三方生态系统。所以,在半导体IP中,最大的细分市场是处理器IP。我们希望以此来获得一些市场份额,并期待RISC-V获得成功。市场很广阔,我们只需要提供出色/特色的产品,为客户提供价值。

Levine:我们(Rambus)以几种不同的方式参与了RISC-V生态建设。一方面我们生产安全的IP并销售,这是制造芯片的公司的可编程信任基础。我们最新一代的产品使用了专为安全性开发的RISC-V处理器。从我们角度来看,RISC-V改变了游戏规则,使我们可以控制体系结构和微体系结构,并增强安全性的操作。第三方处理器IP达不到这个效果。另一方面,我们有一些安全解决方案是与特定的处理器绑定的,可以与任何RISC-V 处理器配合使用的安全IP。

Q:RISC-V最大的对手和挑战是什么?ARM还是MIPS,亦或者是生态系统本身?

Wachs:很多公司都跃跃欲试想独自设计RISC-V CPU。当他们了解RISC-V规范后,发现设计RISC-V并不难,也很有趣,就萌生独自做的想法。但是当他们花费了三分之二时间后,这件事比想象的复杂。我认为,RISC-V最大的挑战是生态内部。

Ardizzone:对我们来说,最大的竞争对手就是Arm,他们霸占大约80%的市场。我们想要成功,就需要抢占存量市场,这就是我们的使命。此外,还有一些非常强大的竞争对手在不断成长,也将成为主要竞争对手。

Levine:关于Wachs观点,我们(Rambus)确实开发了自己的RISC-V CPU,主要因为我们需要在微架构方面拥有属于自己的安全功能。如果没有,我们还是希望能从其他专门从事该技术并已经开发了IP的公司那里直接购买现成的IP。我认为内部团队是存在竞争的,这比当初选择RISC-V更具挑战性。

Nikhil:短期内对手可能是Arm,这里的短期指未来五年左右。在一个典型的颠覆性场景中,如果你需要从底层开始设计,你选择了小型的、嵌入式控制器,会发现这都被Arm霸占。但随着时间推移,出现了如Esperanto这样的公司,他们从事高端处理器业务。同样,与英特尔、MIPS也是竞争关系。

Q:随着RISC-V参与者越来越多,而导致生态系统碎片化?

Nikhil:我并不担心。如今,ISA已经受到RISC-V基金会的严格控制和管理。虽然参与者众多,但是RISC-V处理器的定义来自基金会,并且即将进行严格的测试。也就是说,你想合法称其为RISC-V处理器之前,必须通过这些测试。

Wachs:我也不担心,毕竟构建软件就非常困难。RISC-V想要取得成功,就得携手合作。

Levine:并不担心碎片化,过多的自我定制这意味着你一开始就放弃了使用RISC-V的所有优势。所以那些单独自己做放弃合作的人,很快就陷入困境,并失去生态支持。

Ardizzone:的确,RISC-V基金会紧盯行业发展。如果你需要做标准的扩展,会受到密切监控,并有一个很严格的批复过程。我们搜有人都有责任确保整个生态不过于分散,毕竟碎片化的生态不利于成功。不管是供应商,还是第三方成员或者用户,都要确保整体化,这才能让我们所有人都受益。

Nikhil:关于RISC-V ISA的一个非常独特的事情就是它在设计时就考虑到了这种问题。因此,它具有极高的模块化性,并且设计时具有预留的操作码空间,预留的机制以扩展到更大的指令长度等。因此,进行扩展的人员不会随意地添加东西。并以某种结构进行操作,并以某种结构化方式进行拟合。这限制了碎片化。

Q:一年前的RISC-V Foundation会议上,用户担心工具不存在,编译器不一致,安全性缺失。所有这些都可以解决吗?

Nikhil:是的。碎片问题主要是关于你在运行同一程序时是否执行相同的操作。在这一点上达成了普遍共识,软件自然会跟进。拥有统一的硬件基础的前提下,自然会将所有这些软件工作结合在一起,以与之保持一致。

Wachs:与行业提供商合作是我们的首要任务,而且我已经看到很多不同的公司为RISC-V提供支持。我们与调试工具公司Segger和Lauterbach合作,让RISC-V 基金会成员遍布全球。这是一个庞大的社区,所有软件工具开发人员都看到支持RISC-V是有益的。

Ardizzone:的确如此,如果我们没有出色的工具,那将不会成功。因此,我们一直在考虑开发工具,不仅仅是硬件实现。例如,我们投资了有关C编译器的很多事情,并雇佣许多人才,他们专注于构建工具,并且我们希望其将成为RISC-V的世界上最好的C编译器的工具,但这不能独自实现。行业需要为不同的客户提供不同的选择。以LLVM为例,有些人想使用GNU编译器。因此无论大家的决策是什么,我们拥有好的工具,并且是一流的工具。在中国RISC-V相关路演中,我们支持率很高,许多第三方供应商会来表示支持。在过去两年中,我们作为一个行业取得了长足的进步。

Levine:我们看到了RISC-V真正的良性循环。随着ISA的采用越来越广泛,人们对工具的兴趣也越来越浓厚,工具也越来越好。一直保持良性循环,RISC-V发展势头很大,并将继续增长。

Q:您认为除了一两个主要的RISC-V供应商外,市场还能容纳其他人吗?

Ardizzone:目前市场很健康,我们面临很多的竞争者,领头的有两到三家,当然我们希望自己也是其中之一。但是我认为目前的市场只能再容纳两家左右的企业,如果是5到10家的话,恐怕很难生存。

Wachs:我们希望利用RISC-V,生产出高性能的定制SoC,我们对发展生态系统也非常感兴趣。因此,我们希望能够拥有具有核心竞争力的产品。不过,这不仅仅是提供产品,而是如何让这些产品吸引你的消费者。

Levine:目前, RISC-V生态系统中公司众多是一件好事。因为,竞争有利于发展,也是生态系统自然生命周期的一部分。起初,市场上有很多公司,他们积极创新,并拥有自己的技术。但是,在未来的发展中,合并不可避免。所以,有些公司将会退出,只留下很少一部分实力雄厚的企业。

Nikhil:除了商业因素,国家安全也将影响这个问题。例如,像中国和印度这样的国家,他们专注于在国内生产自己能够控制的产品。他们了解自己国内的市场情况,并且能够信任生产出来的产品。因此,即使没有经济可行性,并且规模可能不及全球最大的企业,但是我认为出于这样的原因,市场上还是会有很多供应商。

SE:这是否会导致安全问题?例如,芯片里有不知名的电路。这个问题虽然已经超过了RISC-V的范围,但是RISC-V领域有什么不同之处吗?

Nikhil:我们可以使用RISC-V进行更大范围的控制。对于印度或中国来说,他们担心是因为他们不清楚自己进口的芯片中含有什么。虽然,RISC-V不能完全消除类似问题,但是它可以帮助使用者了解芯片的设计者和芯片内容,从而增加对芯片的信任。

Levine:构建芯片供应链的完整性,以及围绕 IP的安全保证是一个非常复杂的问题。它实际上归结于能够追溯IP的来源,从IP生厂商到芯片集成商,再到晶圆厂整个过程。很多人都在为解决这一问题而努力。我不确定RISC-V是否真的更有助于解决整体安全或者类似问题。对于IP来说,这些问题很普遍,也急需解决。但是,这其中涉及IP之外的工具和机制。

Q:开源是否比产品来自一家供应商更可靠?

Levine:任何开放源代码都必须由一个大型社区进行审查,因此,如果存在什么问题,那么人们很有可能会发现并公开。但是问题在于它仍然不能解决供应链上的问题。你可能从GitHub下载了开源RTL,并且想将其集成到芯片中。但是,从最开始到最终的芯片,在这整个设计周期会发生什么?开源社区是否真的可信?我倾向于认为,如果只是考虑IP本身的安全性,那么最好还是由安全专家来负责,进行彻底的安全评估。

Ardizzone:非常重要的一点是,我们有一个围绕安全性的强大的第三方生态系统,同时与那些专业人士进行合作。我们将推出自己的安全策略, RISC-V基金会也很重视安全问题,我们至少需要为此制定一些最低标准。目前,我们依赖于专业人员提供外部解决方案或可集成的内部解决方案。

Nikhil:就供应链而言,RISC-V与其他商业供应商没有什么不同。但是,RISC-V是开放源代码,并且大量可用的开源内核已经导致大学对硬件辅助安全性的研究激增。他们正在研究如何通过修改ISA以提高安全性?由于缺乏获得具有行业实力的ISA作为研究的基准,这种事情在以前是不可能的。而现在,突然之间,类似的项目遍布各地。不过,因为还处于初期阶段,这些项目还没有产出什么有用的收获。

Wachs:RISC-V的创始人构建了SiFive,最初用于伯克利的研究实验室。由于其用途巨大,所以十分成功。但是开源不是万能的。我们将开放源代码视为吸引更多人进入社区,让人们可以在同一平台上工作的一种手段。这是开源的力量所在,它使得越来越多的人能够在RISC-V平台中工作。

Q:RISC-V的吸引力在哪里?在一些特定市场中(边缘或云服务器)中有什么优势?它能够取代现有的一些主要处理器架构吗?

Ardizzone:我们看到RISC-V的许多横向应用。比如AI应用中的一些行为,人们想放置许多处理器,也许对处理器本身做一些定制,然后重复使用。但是随着时间的推移,我们将在所有市场中看到这一点,目前还不会马上发生。在未来几年,随着提供处理器IP和围绕它的第三方生态系统的公司不断壮大并开发更多IP,我们将看到更广泛的市场空间。

Q:边缘计算会是好的方向吗?毕竟此时没有定义的ISA。

Wachs:ISA被设计为具有高度模块化和高度可扩展性,因此我们可以使用同样的ISA进行边缘计算直至整个云。只需为不同的实现方式而调整参数。但也因为RISC-V独特设计方式,它有可能涉足所有市场。

Levine:如果用普遍的定义方式,那么可以说RISC-V已经是主流。与更成熟的CPU相比,正在设计芯片的人将RISC-V视为其CPU ISA的可能选择,但它还没有某些大型企业的市场份额。我们可以将它定位为一个即将不断成长并占据越来越多市场份额的位置。

Nikhil:起初在兼容性方面,替换RISC-V的成本并不高。比如嵌入式系统、小型物联网系统都可以控制在合理的成本下进行随时切换。这是RISC-V的起点,随后慢慢发展到移动设备、服务器等主流市场。如此看来,RISC-V存在是非常有意义的。

本文由TechSugar编辑部翻译自Semiengineering.

END

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