軟體產業的創新從開放源碼軟體以及開放性應用程式介面(API)獲益良多。開放源碼軟體藉由避免重新打造常見的元件而讓小型團隊的能力能更進一步發揮;允許多供應來源的開放性標準,則能很快建立起一個互通性元件的大型生態系統。

近來免費開放性RISC-V處理器核心生態系統的快速進展,為硬體產業能以同樣步伐實現創新帶來了新希望;隨著底層半導體技術微縮的速度趨緩,以及諸如機器學習等新應用領域帶來永無止盡的運算需求,硬體的創新刻不容緩。

就像開放源碼軟體第一次在主流電腦系統中崛起的那時候,業界的朋友們顯然對於硬體領域正興起的免費、開放性指令集架構(ISA)有所誤解;為此筆者藉由本文提供一些指南。

RISC-V具備能削減處理器授權成本的潛在能力,但更重要的是提供客戶選擇的自由。一個開放性架構能促成開放源碼設計成果、自產設計成果,以及具備專業支援的商業化預驗證設計成果之間的競爭。

RISC-V生態系統相對較年輕,但成長速度高於任何一種過去的ISA。而若不是有適用於所有架構的高品質開放源碼編譯器、作業系統與除錯工具RISC-V,能快速移植並讓開放源碼社群納入上層(up-stream),RISC-V生態系統可能要花更長的時間才能進展到目前的狀態。除了廣泛的開放源碼工具,也有廠商推出越來越多支援RISC-V的專業開發工具,以因應客戶需求。

RISC-V的宗旨在於支援專門化(specialization),同時藉由授權一個軟體社群所聚集的、凍結的常用ISA標準避免多頭發展(fragmentation),同時為不干擾標準指令與標準軟體堆疊的創新客製化延伸留下足夠空間。

安全性或許是現代電腦架構面臨的最大挑戰,而現有的專屬安全架構顯然已經失敗──有鑑於層出不窮的駭客攻擊事件曝光;RISC-V能為開發有效的安全架構帶來最大希望。

此種ISA的形式化驗證(formal verification)簡單易行,免費與開放性授權讓各種設計實作能透過外部專家審核;安全性方案研發社群已經採用了RISC-V,而且已經有很多商用安全性RISC-V設計成果。有多國政府也正在大舉投資RISC-V,因為能在不需仰賴外國IP的情況下開發他們自己的可信任安全核心,同時維持與RISC-V軟體生態系統的相容性。

免費、開放的授權條款,讓開放源碼RISC-V核心快速繁殖,也讓商用RISC-V軟核心市場快速成長;有多家身為基礎成員的公司正在提供高品質的預驗證核心以及專業支援,RISC-V已經擁有比其他ISA更多的商用軟核心供應商,而且都相容於單一標準。

自由地創新以及合作對產業的未來至關重要,也將使得硬體成為活躍的夥伴,追隨軟體的腳步打造新產品;我們歡迎所有人加入開放性硬體革命的行列!

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Healthy Discussion of Architectural Choices,by Krste Asanovic;本文作者為RISC-V基金會主席與RISC-V晶片設計公司SiFive共同創辦人)