RISC-V正面臨哪些機會與挑戰?

作者 : Nitin Dahad,EE Times歐洲特派記者

《EE Times》記者在不久前與RISC-V International技術長Mark Himelstein進行了一場線上專訪,談到了他正扮演的角色,還有讓RISC-V更廣泛被市場接受所面臨的挑戰,以及關於地緣政治帶來的一些影響...

開放性處理器核心RISC-V社群成員組織RISC-V International,在8月初宣佈指派16位董事會成員;這個總部位於瑞士的法人組織是由先前的RISC-V Foundation轉變而來,並在6月底延攬了一位全職技術長(CTO) Mark Himelstein。

《EE Times》記者在不久前與Himelstein進行了一場線上專訪,談到了他正扮演的角色,還有讓RISC-V更廣泛被市場接受所面臨的挑戰,以及關於地緣政治帶來的一些影響。

RISC-V International技術長Mark Himelstein

RISC-V International技術長Mark Himelstein

EE Times:請告訴我們一些你的背景,以及為什麼會決定加入RISC-V組織?

Himelstein在我的經歷中與現職最相關的應該有三件事:1. 我是MIPS的第四十五號員工,負責開發編譯器、優化器(optimizer)、作業系統,並協助設計指令集架構(ISA);2. 在那之後我為昇陽電腦(Sun Microsystems)營運了5年的Solaris作業系統;3. 接著我創立了一家公司(編按:Graphite Systems,在2015年被EMC收購)並擔任執行長,開發配備大量快閃記憶體(Flash)的大規模平行運算引擎。

我做過從ISA到應用程式的所有事情,這是Calista (RISC-V International執行長Calista Redmond)選擇我的原因之一;我們了解ISA相當重要、生態系統也同樣重要,她要有一個人既有系統經驗也有ISA經驗,這個人還要精通軟體,因為這是一個我們需要有最大成長以及最多成果的領域,才能讓RISC-V在未來能盡可能取得成功。

其實我並沒有主動爭取RISC-V技術長這個職位,是我以前在MIPS的一些老同事推薦了我。我終究選擇了這個職位,是因為在技術上看來很有趣,而且我喜歡面試我的人;這是我在人生現階段選擇職業的時候覺得最重要的兩件事。

EE Times:有鑑於你在產業界的多年經驗,你認為RISC-V能提供哪些機會?

Himelstein:這是第一個起源於開放源碼型態的開放源碼晶片,並不是由某家仍負責監督的大公司所催生;它並沒有維持封閉,而是以某種形式由一家大公司提供分享因此這個社群。所以,這個社群有機會獲得像是Linux那樣的待遇。

在1990年代,如果你跟我說有關Linux的事情,就是在說AIX (編按:IBM的作業系統)與Solari;這在如今看來是理所當然;我們認為未來RISC-V也會是這樣,一切都會變得理所當然,因為人們已經從開放源碼軟體世界學習到,不被一家大型企業控制,意味著能自由地做想做的事。

參與其中的業界精英人數也讓人驚訝,原因之一是RISC-V具備能支援從物聯網(IoT)到超級電腦的彈性;這是因為我們有那些參與相關設計案的專業人士,而且他們在乎這個技術。我們知道在那些領域中什麼很重要,因為我們一直在關注從MIPS、SPARC一直到Arm與x86等不同處理器架構的所有事情。

藉由這一系列的優勢,我們打造了具彈性的ISA,從16位元指令集、浮點暫存器、整數暫存器開始;因此像是IoT等小型、被壓縮的東西不需要一套獨立的浮點暫存器,也不需要那麼精密,只要足以處理IoT應用所需的任務。我們一直在認真思考關於壓縮指令集的問題,以及如何使之適合小型空間。

在另一方面,因為其延展模型(extension model)以及靈活性,我們剛完成了向量(處理器)規格。西班牙的巴塞隆納超級運算中心(Barcelona Supercomputing Center)、歐盟旗下的計畫,都致力於開發超級電腦;從超級電腦到IoT之間的所有東西包括邊緣網路、專有雲端伺服器等等應用,都是我們發揮的空間。

EE Times:RISC-V設計目前面臨哪些挑戰?

Himelstein:如果是問到相關設計何時能問世,實際上與需要什麼樣的跑道密切相關。不一定會像是Linux那樣──當你推出一個作業系統時,不太會去管硬體的開發時程,你是在現有的硬體上發佈新軟體,一旦新硬體出現,再於其上打造軟體。但是當你在建構新硬體,就得確保新軟體能跟得上;試想通用型企業電腦,配備多處理器、多插槽,會需要一整個生態系統,這是很重要的。

無論是IoT、雲端伺服器或是高性能運算(HPC),一開始的相關應用程式列表都比較小;這是為什麼那些東西都還在進展階段,但你也會看到它們率先問世。隨著時間推移,你會看到更多通用的東西誕生,那需要較大的生態系統、具備所有的資料庫等等。

顯然,Java、Hadoop、Spark都能更容易將各種應用在新平台上實現,但就算在那些應用案例中,還是有一些特定情況必須利用底層的硬體以及其特定功能。

 EE Times:RISC-V要獲得廣泛採用還得克服哪些挑戰?──有鑑於該架構的優勢,為何它尚未獲得充分利用?

Himelstein:我們的社群有600家成員公司,其中大概有120家正在開發他們自己的核心與硬體,最終目標是要應用於機器。但實現目標需要一個過程,不同於軟體,硬體是一段漫長的旅程、很花時間。你需要先完成原型,然後你的客戶進行測試,你可能還要進行一些反覆開發,所有這些事情都會比在Linux上除錯花更久時間。

在IoT應用領域,從架構的角度來看,人們正在前進;我們已經看到了許多SoC,也看到了一些嵌入式的東西,還有一系列的工具供應商。在我們的網站上已經有完整的清單,包括許多可用的軟體、核心以及開發板,而且數量持續增加。這是一個圍繞著IoT應用不斷壯大、發展程度令人驚訝的基礎設施。

不過如果你想變更車用領域的晶片,汽車的設計週期是五年,你必須要了解得經過一個很長的生命週期;但我不認為其底層有任何東西製造問題。我的任務有一部份是當任何人遇到障礙,我就會進來伸出援手;我在系統與軟體開發方面有很多經驗,我也了解有哪些相關廠商,因此我能夠在各個組織之間扮演資訊溝通橋樑的角色。

我實際上沒有看到在較低階的應用中看到任何問題,在較高階領域有一些挑戰,但這主要是因為我們還在生命週期中。舉例來說,在歷史上我們可以看到其他處理器架構出現太多的衍生產物,最後導致有太多工作無法完成,我們不希望重蹈覆轍…

 

…RISC-V International將如何幫助產業生態系?RISC-V還將如何努力讓更多人了解其優勢所在?由美國與中國掀起的東西方科技冷戰帶來的地緣政治因素又為RISC-V帶來什麼樣的挑戰?完整的專訪內容請下載《電子工程專輯》雜誌2020年9月號

編譯:Judith Cheng

 

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