這是一場(chǎng)關(guān)于 RISC-V 的圓桌會(huì)議,討論了現(xiàn)今 RISC-V 發(fā)展?fàn)顩r以及為什么發(fā)展得很好的問(wèn)題。參與討論的有:
Codasip 半導(dǎo)體工程首席技術(shù)官 Zdenek Prikryl;
Rambus 安全技術(shù)研究員 Helena Handschuh ;
Aldec 市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān) Louie De Luna ;
Valtrix Systems 首席執(zhí)行官 Shubhodeep Roy Choudhury ;
SmartDV 北美應(yīng)用工程總監(jiān) Bipul Talukdar。
SE:您認(rèn)為 RISC-V 在哪里越來(lái)越受歡迎,并且在過(guò)去一年中有所改變嗎?
Handschuh:我們可以從今年加入 RISC-V 基金會(huì)和 RISC-V International 的所有不同公司中看到,大多數(shù)擁有嵌入式系統(tǒng)并正在設(shè)計(jì)和制造芯片的公司都在嘗試使用 RISC-V 來(lái)設(shè)計(jì)他們的程序,他們?cè)噲D找出將 RISC-V 遷移到其所有產(chǎn)品中的方法。英偉達(dá)、恩智浦、Rambus 和高通都在研究這一方面,中國(guó)阿里巴巴和華為等公司也是如此。每個(gè)公司都在嘗試使用它,而我們的開(kāi)發(fā)者也可能會(huì)期望使用這些設(shè)計(jì)。
Talukdar:是的,我認(rèn)為 RISC-V 吸引眼球的地方是目前尚未開(kāi)發(fā)的適合大型應(yīng)用方面,這些需要專用加速器或類似加速功能的地方。RISC-V 平臺(tái)為我們提供了一種標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放源代碼的平臺(tái),然后用戶可以構(gòu)建自己專門的應(yīng)用程序,甚至擴(kuò)展 ISA(開(kāi)源指令集架構(gòu))。有了擴(kuò)展 ISA,開(kāi)發(fā)者能夠開(kāi)發(fā)出適合 RISC-V 體系結(jié)構(gòu),在該體系結(jié)構(gòu)中,芯片通用計(jì)算將在其標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)源 RISC-V 內(nèi)核上進(jìn)行,而加速器將為其自定義應(yīng)用程序完成工作。隨著我們的 RISC-V 的發(fā)展,這種開(kāi)發(fā)方式將會(huì)增加許多。也有一些公司正在構(gòu)建可滿足數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器業(yè)務(wù)需求的 RISC-V 應(yīng)用程序,但這還不是主要趨勢(shì)的一部分。
De Luna:我們還看到 RISC-V 可能進(jìn)入關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)的可能性,因?yàn)樗峭耆_(kāi)放的,并且它們具有可用于檢查和測(cè)試的 RTL 源代碼。這樣一來(lái),就可以更加透明地進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改了,并增強(qiáng)可控性。目前,集成開(kāi)發(fā)商依賴非開(kāi)源的管理工具,使開(kāi)發(fā)成本增加,若他們使用開(kāi)源和完整的 RTL 源代碼,他們不再需要較多的成本。
Roy Choudhury:東南亞和中國(guó)等地區(qū)肯定會(huì)因?yàn)槎喾N原因而采用 RISC-V。廠商們希望掌握設(shè)計(jì)流程并自己做自己的內(nèi)核。當(dāng)從其他公司獲取 IP 時(shí),總是存在后門風(fēng)險(xiǎn)。RISC-V 給您很多自由和獨(dú)立性。但是設(shè)計(jì)時(shí)與其他非開(kāi)源公司一樣,必須遵守協(xié)議,不得進(jìn)行任何更改。使用 RISC-V,已經(jīng)可以使用非常好的基礎(chǔ)參考設(shè)計(jì),因此可以自由地進(jìn)行一些更改并將其發(fā)布為自己設(shè)計(jì)的自定義擴(kuò)展。這使我們可以靈活地添加添加新功能,這是當(dāng)前其他 ISA 體系結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。所以可以肯定,有了 RSIC-V 這是一波新的開(kāi)發(fā)浪潮,不僅僅是中國(guó)使用。全球范圍內(nèi)也在漸采用 RISC-V 。
Prikryl:中國(guó)現(xiàn)在使用 RISC-V 真的很活躍。實(shí)際上,這是目前最活躍的領(lǐng)土。借助 RISC-V,我們?cè)诖髮W(xué)和公司中看到了他帶來(lái)了很多吸引力。幾乎每個(gè)公司都有布置 RISC-V 開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略。他們要么已經(jīng)采用 RISC-V,要么計(jì)劃很快采用。從地理角度來(lái)看,大規(guī)模使用 RSIC-V 的是北美。可以看到初創(chuàng)公司在 AI 域中使用 RISC-V,因?yàn)?AI 需要進(jìn)行某種自定義。RISC-V 的定位非常好。歐洲開(kāi)發(fā)能力也很強(qiáng)大,尤其是在大學(xué)中。比較歷害的一點(diǎn)是,RSIC-V 在以色列和日本等地發(fā)展活動(dòng)也非常多,盡管不如在中國(guó)或美國(guó)那樣活躍。
SE:由于強(qiáng)調(diào)單獨(dú)的供應(yīng)鏈以及降低設(shè)計(jì)成本的潛力,中國(guó)為 RISC-V 開(kāi)辟了一些有趣的選擇。這如何影響市場(chǎng)?
De Luna:中美貿(mào)易戰(zhàn)的升級(jí)無(wú)疑引發(fā)了人們對(duì) RISC-V 在中國(guó)的更多興趣。一年前,華為在 COVID-19 爆發(fā)之前宣布,他們正在考慮將 RISC-V 作為備用設(shè)備,以防 Arm 的內(nèi)核無(wú)法使用。華為已經(jīng)是 RISC-V 的高級(jí)會(huì)員,因此 RSIC-V 在中國(guó)區(qū)確實(shí)有很大的吸引力。去年,阿里巴巴發(fā)布了 RISC-V 內(nèi)核,他們聲稱它是目前市場(chǎng)上最快的一個(gè) RSIC-V 處理器。它是 12nm 工藝的 64 位,2.5GHz。在中國(guó)已經(jīng)有幾個(gè)開(kāi)發(fā) RISC-V 大型小組。
Handschuh:有了 RSIC-V 被封鎖在特定區(qū)域上的硬件感覺(jué)更少。無(wú)需向上級(jí)市場(chǎng)征求任何想要做的變體許可。RSIC-V 實(shí)際上并不需要大型架構(gòu)許可。因此,如果這對(duì)世界特定市場(chǎng)有用,則可以為企業(yè)提供更多的操作性和發(fā)明自己的擴(kuò)展程序自由。從成本角度來(lái)看,這很有趣,人們不用改變太多的內(nèi)容,就可以將程序遷移到 RSIC-V。開(kāi)以者首先想看看它是否對(duì)產(chǎn)品有用,到目前為止,我們已經(jīng)看到了一些有趣的結(jié)果。許多公司都有許多好的轉(zhuǎn)換計(jì)劃。
Roy Choudhury:為了使 RISC-V 更具競(jìng)爭(zhēng)力,我們需要更多的人來(lái)進(jìn)行工作并將想法付諸實(shí)踐。如果有很多人做出貢獻(xiàn),它將有良好的發(fā)展勢(shì)頭,并且能夠很好地?cái)U(kuò)展使用范圍。因此,我認(rèn)為這是積極的。當(dāng)然,只要我們的員工做出貢獻(xiàn),他們也會(huì)為開(kāi)源社區(qū)做出一些貢獻(xiàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這將使 RISC-V 受益。
Prikryl:由于 RISC-V 的開(kāi)放式 ISA 和不受限制的微體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),會(huì)看到許多在中國(guó)從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)或正在設(shè)計(jì) RISC-V 處理器的初創(chuàng)企業(yè),大公司和開(kāi)源公司。他們也為開(kāi)源社區(qū)做出了貢獻(xiàn)。蜂鳥(niǎo)項(xiàng)目是一個(gè)流行的開(kāi)源項(xiàng)目的很好的例子。RISC-V 提供了開(kāi)發(fā)新處理器的機(jī)會(huì),并且表明了中國(guó)對(duì)處理器設(shè)計(jì)的總體興趣與日俱增。
Prikryl:我參加了在中國(guó)舉行的一些交流會(huì)議,他們對(duì) RISC-V 的熱情以及對(duì)能夠在自己的設(shè)施中自行建造事物的熱情充滿了希望。中國(guó)公司現(xiàn)在已經(jīng)擅長(zhǎng)于硬件制造方面的工作,但是擁有自己 IP 并能夠自行設(shè)計(jì),這才是真正的發(fā)展驅(qū)動(dòng)器。在政治方面,來(lái)自高層的壓力,他們正在向新技術(shù)投資,以便他們可以擁有更多這種 IP。RISC-V 為他們提供了巨大的優(yōu)勢(shì),因?yàn)橛辛丝蓴U(kuò)展的 ISA,可以構(gòu)建專用的處理器和 SoC 應(yīng)用程序。在他們的幫助下,他們可以從開(kāi)源社區(qū)以及正在圍繞開(kāi)源進(jìn)行開(kāi)發(fā)并在其之上提供設(shè)計(jì)服務(wù)的公司獲得支持,這對(duì)中國(guó)公司的吸引力很大。
SE:RSIC-V 另一個(gè)巨大的市場(chǎng)是涉及 AI 和邊緣計(jì)算技術(shù),這兩個(gè)都是新興市場(chǎng),并且仍在不斷發(fā)展。RISC-V 是否可以也在這些技術(shù)上發(fā)揮作用?主要在哪些地方?
Prikryl:RSIC-V 確實(shí)可以幫助 AI 和邊緣計(jì)算技術(shù),不僅僅針對(duì)初創(chuàng)企業(yè)。像阿里巴巴和西部數(shù)據(jù)這樣的大公司,他們會(huì)有一個(gè)專門的發(fā)展策略,應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中,支持 RSIC-V 的應(yīng)用非常廣泛。RISC-V ISA 可以用于從小型微控制器到運(yùn)行 Linux 的數(shù)據(jù)中心處理器的所有領(lǐng)域。雖然它現(xiàn)在還沒(méi)有完全使用它,未來(lái)幾年中在我們的開(kāi)發(fā)程序中,我們看到了 AI 的普及,因?yàn)?AI 是一個(gè)不斷發(fā)展的目標(biāo),我們可以很快就能夠使用它。
De Luna:在 AI 和邊緣計(jì)算技術(shù)之間的交匯方面,RISC-V 有很多發(fā)展的希望。在物聯(lián)網(wǎng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上,可用內(nèi)存和功率非常有限。即使是最簡(jiǎn)單的 AI 算法也需要內(nèi)存和消耗能量。我們平常使用的一種解決方案是近似計(jì)算,并且在數(shù)據(jù)路徑中使用了一些專門的近似算術(shù)塊來(lái)減少功耗和等待時(shí)間。該模塊使用 RISC-V 自定義指令(例如近似加,減和乘)來(lái)計(jì)算代碼的特定部分,完成特定功能。
Roy Choudhury:關(guān)于 RISC-V,我們已經(jīng)在 AI 領(lǐng)域看到了很多吸引力的例子,但這不僅限于 AI。在其他領(lǐng)域 RSIC-V 也有很好的應(yīng)用,例如微控制器領(lǐng)域。與其他客戶一起交流時(shí),我們也看到了許多其他用例,當(dāng)有更多 RSIC-V 技術(shù)可用的體系結(jié)構(gòu)功能時(shí),人們也會(huì)開(kāi)始看到由此開(kāi)發(fā)的通用計(jì)算機(jī)了。
Handschuh:這里的 RISC-V 與其它的沒(méi)什么不同。使用 RSIC-V 可以讓您針對(duì)任何類型的處理器執(zhí)行任何的功能。這是因?yàn)榭梢詳U(kuò)展 ISA,因此使用 RSIC-V 可以匹配您的需求。可以在 RISC-V 上制作值得您信任的產(chǎn)品,并在邊緣計(jì)算設(shè)備上使用它來(lái)保護(hù)設(shè)備,并幫助您保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全傳輸?shù)取_@給用戶帶來(lái)了更多的自由度,使其可以在新需求不斷出現(xiàn)的領(lǐng)域中開(kāi)展新業(yè)務(wù),我們可以輕松地圍繞產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新。
Talukdar:不僅是中國(guó)和人工智能。在印度,印度技術(shù)學(xué)院正在進(jìn)行一個(gè)本地處理器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。印度一直在推動(dòng)在本地企業(yè)進(jìn)行此類工作,但實(shí)際上并沒(méi)有大規(guī)模進(jìn)行。RISC-V 開(kāi)啟了印度處理器發(fā)展新機(jī)遇。在未來(lái)我們看到印度推出基于 RISC-V 全新從零開(kāi)始的自產(chǎn) SoC 不會(huì)奇怪。
RISC-V:缺少什么,誰(shuí)在競(jìng)爭(zhēng)
SE:RISC-V 的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是誰(shuí)?是 Arm 還是 ARC 或 MIPS,還是其他 RISC-V 供應(yīng)商?
Roy Choudhury:Arm 絕對(duì)是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一。RISC-V 已經(jīng)在微控制器領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注,甚至 Arm 也在努力讓其他公司熱衷于采用自己設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。尤其是在 IoT 嵌入式領(lǐng)域,Arm 和 ARC 無(wú)疑是它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
De Luna:我們是驗(yàn)證工具供應(yīng)商,對(duì)我我們來(lái)說(shuō)要競(jìng)爭(zhēng)是人人都在使用的驗(yàn)證工具。目前,我們要競(jìng)爭(zhēng)的是使用 RISC-V 的開(kāi)源驗(yàn)證工具。開(kāi)源驗(yàn)證工具現(xiàn)在可以做一般實(shí)驗(yàn)使用,因?yàn)榕c商用工具相比,這些工具還有很長(zhǎng)的路要走,要大量時(shí)間去驗(yàn)證他的可用性。
Prikryl:我們?cè)?RISC-V 的架構(gòu)圈內(nèi)進(jìn)行多方合作,以與其他架構(gòu)(例如 Arm,ARC 和其他架構(gòu))競(jìng)爭(zhēng)。在研討會(huì)或其他與 RISC-V 相關(guān)的活動(dòng)中討論 RISC-V 規(guī)范。規(guī)范出來(lái)后會(huì)進(jìn)一步推動(dòng) RISC-V 架構(gòu)發(fā)展。我們嘗試創(chuàng)建從小型 MCU 到 HPC 和數(shù)據(jù)中心的最佳擴(kuò)展性最佳架構(gòu),因此,如果您出于任何目的需要 CPU,RISC-V 是您最正確的選擇。我們正在努力使事情變得更好。但是,在客戶方面,我們肯定會(huì)相互競(jìng)爭(zhēng)以贏得交易。因此,您可以將其它架構(gòu)視為競(jìng)爭(zhēng)例子。
Talukdar:現(xiàn)在談?wù)摳?jìng)爭(zhēng)還為時(shí)過(guò)早。它是關(guān)于規(guī)范的解釋,因?yàn)樗切掳l(fā)展的,并且根據(jù)您要達(dá)到的目的來(lái)解釋設(shè)計(jì)意圖。一旦對(duì)這些事情有了很好的規(guī)范,那么每個(gè)人都會(huì)去開(kāi)發(fā)自己的版本。那就是競(jìng)爭(zhēng)的開(kāi)始。我們今天的主要問(wèn)題是要告訴客戶“這個(gè)產(chǎn)品是使用了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的驗(yàn)證 IP”。
SE:RISC-V 是否正在進(jìn)入汽車和軍用 / 航空等市場(chǎng)?會(huì)有安全之類的問(wèn)題嗎?
Prikryl:我們?cè)谄囀袌?chǎng)上有多家客戶,我們正在與客戶一起致力于符合汽車安全標(biāo)準(zhǔn)(ISO 26262)的 RISC-V 解決方案。這些應(yīng)用的設(shè)計(jì)周期非常長(zhǎng),但我們肯定會(huì)在未來(lái)的汽車和軍事 / 航空航天市場(chǎng)中看到 RISC-V 解決方案。
De Luna:我在航空電子學(xué)中看到了一些很棒的示例。例如,如果要遵守 DO-254,則需要完整的 RTL 源代碼。但是,對(duì)于 RISC-V 而言,完全符合 DO-254 規(guī)范還很遙遠(yuǎn)。現(xiàn)在,開(kāi)源內(nèi)核中缺少的一件事是功能需求規(guī)范。開(kāi)源社區(qū)非常擅長(zhǎng)開(kāi)發(fā)代碼,但是他們通常會(huì)在之后開(kāi)發(fā)需求文檔。這是一種需要改變的心態(tài)。因此,從需求文檔開(kāi)始并定義所有功能,而不必太擔(dān)心實(shí)現(xiàn)問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)和源代碼,而驗(yàn)證工程師可以創(chuàng)建測(cè)試用例和測(cè)試代碼。
Handchuh:基礎(chǔ)定義了指令集的體系結(jié)構(gòu)。從安全的角度來(lái)看,最重要的層實(shí)際上是微體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)中的一兩個(gè)層次。這才是真正問(wèn)題的源頭。因此,在 ISO 級(jí)別,必須確保這是所有公開(kāi)定義和討論的第一步,并且我們可以為新的安全功能添加鏈接,等等。但是,這并不會(huì)完全消除對(duì)建立安全的實(shí)現(xiàn)以及由獨(dú)立組織進(jìn)行認(rèn)證和驗(yàn)證的需求,其中一部分是確保以某種形式維護(hù)供應(yīng)鏈的安全性,但這些問(wèn)題并沒(méi)有完全消除,因?yàn)樗鼈儽?RISC-V International 和 RISC-V Foundation 建立的實(shí)際規(guī)范低了幾級(jí)。
Talukdar:RISC-V 肯定會(huì)進(jìn)入汽車世界,這部分與 AI 應(yīng)用有關(guān)。RISC-V 最重要的一件事是它的適應(yīng)性非常強(qiáng)。您可以使用任何算法并加以改進(jìn),使其成為非常定制的解決方案。
SE:使用 RISC-V 時(shí)遇到什么問(wèn)題?
Roy Choudhury:我們看到的最大問(wèn)題是這是一個(gè)新的體系結(jié)構(gòu),有一些難題需要解決。我們從驗(yàn)證的角度來(lái)看它,因?yàn)橛刑嗟脑O(shè)計(jì)方案,人們還不能說(shuō)他們像完全合規(guī)那樣設(shè)計(jì)。不僅僅是 ISA 的合規(guī)性,同時(shí)它的設(shè)計(jì)正確運(yùn)行也要進(jìn)行驗(yàn)證,每個(gè)設(shè)計(jì)都有不同的微體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),因此我們確實(shí)需要圍繞 RISC-V 建立一個(gè)非常好的驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng),以確保客戶可以采用或設(shè)計(jì),并且質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要。因此,我們需要確保使用了 RSIC-V 的產(chǎn)品進(jìn)行更多的驗(yàn)證。
Prikryl:幾年前,我們被問(wèn)到 RISC-V 的成熟度,社區(qū)的規(guī)模以及類似的話題。目前,RISC-V 的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)建立,我們不再遇到這些問(wèn)題。但我們由于缺少某些 ISA 擴(kuò)展而遇到了問(wèn)題,例如,DSP 處理指令或規(guī)范缺失部分。但是,由于我們使用了自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程工具 Codasip Studio 的仿真驗(yàn)證,對(duì)我們而言這些缺失部分并不是重大問(wèn)題,添加缺失的指令或微體系結(jié)構(gòu)功能可以在 Codasip Studio 中輕松完成。其他類型的問(wèn)題是 RISC-V 規(guī)范有時(shí)不夠精確,為解釋功能而留下了太多的自由度,這可能會(huì)導(dǎo)致非常多的碎片化的代碼,這是一件壞事。我們必須對(duì)此小心。
Talukdar:從我們的角度來(lái)看,RISC-V 有一個(gè) ISA,可以從中制作自己的衍生品,這給驗(yàn)證帶來(lái)了挑戰(zhàn)。開(kāi)發(fā)者可以設(shè)計(jì)指令集的特定部分,這是構(gòu)建硬件的方式。這對(duì)指令集的要求是其必須可伸縮,以便開(kāi)發(fā)人員可以在更高的抽象級(jí)別上進(jìn)行編寫。同時(shí)這也是開(kāi)發(fā)硬件和生成衍生產(chǎn)品所必需的。那種方法使用不同的語(yǔ)言,并且使用這些語(yǔ)言的專家可以產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)。但是,您如何驗(yàn)證它們?您需要不同的驗(yàn)證組件來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì),但是有很多不同的 ISA。驗(yàn)證時(shí)您需要指令集模擬器,如果您有自定義 ISA,則需要自定義模擬器。如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化,這可能是一個(gè)大問(wèn)題。開(kāi)源驗(yàn)證技術(shù)的捐贈(zèng)很少。在使用這些核心代碼并將這些核心代碼引入開(kāi)發(fā)流程之前,您需要所有這些組件來(lái)驗(yàn)證所構(gòu)建的內(nèi)容。在構(gòu)建那些驗(yàn)證組件時(shí)必須有人進(jìn)行開(kāi)頭驗(yàn)證,使得開(kāi)發(fā)驗(yàn)證變得繁多。
De Luna:沿著開(kāi)源硬件思路,我們看到了在廠商業(yè)務(wù)方面的大問(wèn)題。開(kāi)源業(yè)務(wù)模型使公司很難進(jìn)行投資。我們看到開(kāi)源正成為一個(gè)巨大的流行性運(yùn)動(dòng),并且我們已經(jīng)看到了在軟件領(lǐng)域發(fā)生的改變。但是對(duì)于 EDA,尤其是硬件驗(yàn)證工具,我們?nèi)栽谠u(píng)估我們將如何處理它。您需要確保無(wú)論您進(jìn)行任何投資,都將產(chǎn)生應(yīng)有的投資回報(bào)。
Handchuh:從安全角度來(lái)看,安全性始終是系統(tǒng)最關(guān)注的問(wèn)題。您必須考慮您的設(shè)備或芯片的方式,甚至降低 IP 是否適合系統(tǒng)的其余部分。在使用前必須問(wèn)自己更多的問(wèn)題,在嘗試進(jìn)入的新領(lǐng)域最大威脅是什么?要回答這個(gè)問(wèn)題,我們會(huì)將重新改變很多事情。但是幸運(yùn)的是,可以擁有一些基本的構(gòu)建基礎(chǔ),它們?cè)诮鉀Q安全方面總是相同的。那些可以使用相同類型的架構(gòu)來(lái)構(gòu)建,這是性能和吞吐量的問(wèn)題,但是這是否行得通呢?雖然基本原理始終是相同的,使用過(guò)程中需要一些密碼,您需要加密算法實(shí)現(xiàn)輸入,如果硬件性能或帶寬成為問(wèn)題,則需要加速,若需要具有“可信執(zhí)行”環(huán)境要求,在使用中要等待安全啟動(dòng)系統(tǒng),然后確保您的應(yīng)用程序在安全的環(huán)境中運(yùn)行。那么,如何構(gòu)建這些東西?成為我們要解決的問(wèn)題。
SE:設(shè)計(jì)流程中仍然缺少什么?所有工具都可以與 RISC-V 一起使用嗎?
De Luna:設(shè)計(jì)流程中主要是缺少 UVM 支持。UVM 已成為被廣泛采用的 SoC 驗(yàn)證方法,但是開(kāi)源工具不提供任何 UVM 支持。UVM 只提供受限的隨機(jī)驗(yàn)證,例如產(chǎn)品功能覆蓋范圍和可重復(fù)使用性方面。我們得到的支持取決于開(kāi)源社區(qū)人員專業(yè)知識(shí)。我認(rèn)為沒(méi)有任何 EDA 供應(yīng)商會(huì)為此提供大量技術(shù),因?yàn)檫@不容易做到。
Prikryl:讓我們從不同的角度來(lái)看這個(gè)問(wèn)題。作為一名程序員,我擁有設(shè)計(jì)中所需的一切。我可以使用開(kāi)源 SDK,例如 GCC(GNU 編譯器集合)或 LLVM,模擬器和調(diào)試器也可用,整個(gè) IDE 也是如此。來(lái)自多個(gè)供應(yīng)商的商業(yè)軟件工具也在這里面,從硬件實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證的角度來(lái)看,我通常需要使用商業(yè) EDA 工具,因?yàn)檫€沒(méi)有開(kāi)源工具(例如用于綜合和驗(yàn)證的工具)。
Roy Choudhury:設(shè)計(jì)流程我沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何重大不足。調(diào)試和軟件生態(tài)系統(tǒng)需要做一些工作,但是目前發(fā)展很快,我們不是很擔(dān)心。
Talukdar:我們認(rèn)為需要對(duì) RISC-V 設(shè)計(jì)進(jìn)行更多的集成測(cè)試和仿真。由于成本原因,有許多公司將使用 RISC-V,并且大多數(shù)公司負(fù)擔(dān)不起商用仿真器。因此,他們的目標(biāo)是在 FPGA 中工作,但是就 RISC-V 設(shè)計(jì)的 FPGA 驗(yàn)證而言,我們有多少支持?
Handschuh:RSIC-V 基金會(huì)正在制定更廣泛的合規(guī)計(jì)劃。但目前還沒(méi)有完成,還有很多工作要做,人們正在著手于進(jìn)行這方面工作。希望在未來(lái),我們可以達(dá)到合規(guī)的工具狀態(tài),并且有人可以承擔(dān)起這樣的任務(wù):“好的,讓我們將所有這些內(nèi)容傳遞給這個(gè)測(cè)試套件,并確保它確實(shí)符合規(guī)范,甚至以某種行之有效的方式也符合規(guī)范。” 這將有助于推動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,因?yàn)槟菚r(shí)我們都知道所有的開(kāi)發(fā)是合規(guī)的,可互操作的,并且使用的接口正確。
RISC-V:還會(huì)有其他開(kāi)源內(nèi)核嗎?
SE:是否有其他開(kāi)源 ISA 的空間?
De Luna:不會(huì),實(shí)際上,目前發(fā)展趨勢(shì)是在任何給定的 SoC 中實(shí)現(xiàn)單個(gè) ISA,而不是多個(gè) ISA。現(xiàn)在的硬件上平均每個(gè)給定 SoC 中有五個(gè) ISA。業(yè)界希望每個(gè) SoC 上 ISA 僅僅是一種,因?yàn)樗?jiǎn)化了硬件 - 軟件接口以及硬件和軟件組之間的業(yè)務(wù)。單個(gè) ISA 可以簡(jiǎn)化不同團(tuán)隊(duì)之間的許多問(wèn)題。多個(gè) ISA 也意味著會(huì)有多個(gè) IC 組,現(xiàn)在 RISC-V 基金會(huì)在管理和推廣 RISC-V 方面做得很好。他們的目標(biāo)很明確。
Prikryl:我認(rèn)為不需要其他開(kāi)源 ISA。RISC-V 不是首次嘗試使用開(kāi)放式 ISA,但實(shí)際上是首次成功。原因之一是背后有龐大的社區(qū)。這不僅與學(xué)術(shù)界或業(yè)余愛(ài)好者有關(guān)。商業(yè)公司也在推動(dòng)它,這確實(shí)很重要。過(guò)去從未發(fā)生過(guò)。因此,現(xiàn)在引入更多的 ISA 是不明智的。與其啟動(dòng)一個(gè)新的 ISA,不如考慮如何進(jìn)一步改進(jìn)當(dāng)前的 ISA,如何添加新的擴(kuò)展等等,以使其在所有細(xì)分市場(chǎng)中都具有競(jìng)爭(zhēng)力。
Roy Choudhury:在大型芯片公司內(nèi)部,已經(jīng)有不同的 ISA,但是它們正在迅速轉(zhuǎn)向 RISC-V。它已經(jīng)很飽和了,因此,如果有人要添加新的 ISA,最好加入 RISC-V,重新布署下。
Talukdar:不會(huì)有多個(gè) ISA 的原因之一是解釋規(guī)范的挑戰(zhàn)。說(shuō)明白點(diǎn)就是 ISA 的設(shè)計(jì)意圖,有多個(gè) ISA 那么生產(chǎn)最終目標(biāo)是什么?這與標(biāo)準(zhǔn)的 ISA 流程不同,一旦人們對(duì)這些事情有了充分的了解,每個(gè)人都可以自行開(kāi)發(fā)。您需要告訴客戶這是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的 IP,并且需要提供有關(guān)基準(zhǔn)信息并證明它已在許多產(chǎn)品中使用。
SE:開(kāi)源設(shè)計(jì)工具怎么樣?它們足夠使用了嗎?
Prikryl:通常,擁有開(kāi)源工具是一件好事。它允許任何人(例如,大學(xué)或業(yè)余愛(ài)好者)開(kāi)始進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是擁有開(kāi)源工具并不意味著公司通常不會(huì)使用商業(yè)工具。擁有開(kāi)源工具是一件很棒的事情,并且有很多使用它們的機(jī)會(huì)。但這并不意味著它們會(huì)推出商業(yè)工具。在芯片設(shè)計(jì)中,需要高可靠性,有快速的支持,能錯(cuò)誤修復(fù)等。這些通常需要帶有商業(yè)許可工具。社區(qū)需要做一些關(guān)于綜合的開(kāi)源工具的功課以便商業(yè)使用。
Roy Choudhury:開(kāi)源工具肯定有很多空間。但是人們確實(shí)需要很多三方支持,而今天的開(kāi)源并不具備這種三方支持。您需要人們?cè)谏虡I(yè)上提供支持。我們已經(jīng)擁有許多 RISC-V 公司正在使用的開(kāi)源工具。但是,要使它們變得更加普及,就需要得到很好的支持。
Handchuh:RISC-V 試圖做的是建立一個(gè)框架,并讓人們第一步參與其中并建立生態(tài)系統(tǒng)。但是,每個(gè)人都有足夠的開(kāi)發(fā)空間。供應(yīng)商有足夠的空間提出人們用于驗(yàn)證的定制版本的工具。并不是突然之間一切都變成了開(kāi)源,一切都變得免費(fèi)了,全世界都在免費(fèi)參與其中。作為一家公司,您必須要賺錢,而且供應(yīng)商有足夠的空間參與并提出新的解決方案,以解決更多可定制的體系結(jié)構(gòu)。從我們的角度來(lái)看,我們很早就選擇了 RISC-V 來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的“信任”產(chǎn)品,RSIC –V 幾乎是完美的。我們只需要多一些說(shuō)明,便對(duì)其進(jìn)行了添加,以使其適應(yīng)于我們所擁有的特定安全用例。
De Luna:現(xiàn)在行業(yè)專注于開(kāi)放源 IP,這實(shí)際上是從 RSIC-V 開(kāi)始的。至于驗(yàn)證工具,我們必須得驗(yàn)證一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么才能確定。我們真正的重點(diǎn)是開(kāi)放源 IP。
Talukdar:Bluespec 有些公司選擇了開(kāi)放源代碼的內(nèi)核,并為客戶生產(chǎn)了這些內(nèi)核產(chǎn)品,并且他們已經(jīng)成功地做到了。為此有一個(gè)使用路線圖,但是直到試圖通過(guò)開(kāi)源市場(chǎng)貨幣化的公司也遵循該路線圖,目前尚不清楚它是否會(huì)成功。但是肯定是有機(jī)會(huì),Red Hat 在 Linux 領(lǐng)域證明了這一機(jī)會(huì)。
SE:您如何看待與現(xiàn)在相比,五年內(nèi)這個(gè)市場(chǎng)的前景?
Prikryl:長(zhǎng)話短說(shuō),我們將在越來(lái)越多的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品中看到 RISC-V。換句話說(shuō),RISC-V 的使用將繼續(xù)增長(zhǎng)。現(xiàn)在,我們開(kāi)始在新的領(lǐng)域中看到 RISC-V,例如 HPC,服務(wù)器甚至汽車,這意味著 RSIC-V 有更先進(jìn),更強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力。它不再只是嵌入式領(lǐng)域,而且在距離我們并不遙遠(yuǎn)的一天,我們將看到第一款基于 RISC-V 的手機(jī)。我并不是說(shuō)其他處理器架構(gòu)會(huì)消失,但是 RISC-V 肯定會(huì)從它們那里奪取重要的市場(chǎng)份額。
Handschuh:從現(xiàn)在開(kāi)始的幾年后,我們將看到更多的 RSIC-V 發(fā) 展結(jié)果,即著眼于不同的類型市場(chǎng)。如果 RSIC-V 針對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化意味著什么?我們將有更多適合這些特定市場(chǎng)的規(guī)范,并且將有更多規(guī)范計(jì)劃,因此,如果我們把它作為一個(gè)整體去思考,我們將能夠?qū)ζ溥M(jìn)行完整認(rèn)證。但是對(duì)于想要涉足某些領(lǐng)域的特定供應(yīng)商來(lái)說(shuō),將會(huì)有更多的穩(wěn)定性和更合適的解決方案要求。
Roy Choudhury:將會(huì)有更多的公司使用相同的流程,而且我敢肯定,我們還將看到功能非常強(qiáng)大的,具有 Linux 功能的 RISC-V CPU,我對(duì)此非常肯定。即使我們不了解廠商上正在進(jìn)行的所有工作,但我們預(yù)計(jì)在未來(lái)的幾個(gè)月和幾年中還會(huì)有更多的 RISC-V 產(chǎn)品被設(shè)計(jì)和發(fā)布出來(lái)。
De Luna:在 RISC-V 從 Arm 和 x86 手中奪取市場(chǎng)份額之前,我們?nèi)匀恍枰_(dá)到許多里程碑。但是將來(lái),在達(dá)到其中的一些里程碑之后,我們將為 SoC 提供一個(gè) ISA,并且希望它將基于 RISC-V。當(dāng)然,它將簡(jiǎn)化 SoC 開(kāi)發(fā)的許多流程。
Talukdar:RSIC-V 將定義工具集要求。在這方面有很多工作和研究正在進(jìn)行。COVID-19 稍微放慢了速度,但是勢(shì)頭仍然很大。因此,在五年內(nèi),RISC-V 在工具集,與 FPGA 和仿真器的硬件兼容性方面,將可能等同于 Arm 基礎(chǔ)架構(gòu)。我們今天看到的所有這些問(wèn)題都將得到解決,并且就 ARM 圍繞核心的 SoC 開(kāi)發(fā)而言,這些問(wèn)題將等同于當(dāng)今的 Arm。一旦發(fā)生這種情況,沒(méi)有人會(huì)回頭。
作者:ED Sperling
編譯:與非網(wǎng)
審核編輯 黃昊宇
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