RISC-V正面臨哪些機會與挑戰？
2020-08-18
作者
Nitin Dahad
《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
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
