颠覆互联网硬件:RISC发明者推动云计算和物联网开源芯片

RISC-V

RISC-V演示板 图片来自:University of California, Berkeley

也许是受够了当前的计算机芯片的局限性和知识产权壁垒,加州大学伯克利分校研究者正在研发开源芯片——RISC-V指令集架构,该架构最初用于计算机架构教学,但目前其创建者希望能够将其推向主流市场,为云计算和物联网等新兴市场推波助澜。

据GigaOM报道,RISC-V项目的发起者和领导者David Patterson也是上个世纪80年代RISC指令集的发明者。Patterson认为,由于历史原因,当今的流行芯片架构被牢牢锁定在英特尔、ARM、IBM(虽然IBM通过OpenPower基金会向合作伙伴有限开放其架构)的专利铁桶阵中,即使企业有钱支付专利授权,拿到的指令集也异常复杂臃肿,需要进行大量的工作才能达到设计要求。

众所周知,今天很多处理器架构(包括IBM的Power、ARM和MIPS)都基于RISC,但是各家企业都擅长利用专利系统来保护“技术怪癖”垄断利益。所谓的“技术怪癖”,无非是在一些无关紧要但又不可或缺的地方采用不同的技术实现方式,以此来与其他架构区分,最典型的如ARM,该公司的设计驱动着高通、苹果、Marvell等公司的智能手机芯片,以及亚马逊和谷歌数据中心的服务器芯片。

如果你是大公司,可以斥巨资从芯片巨头手中购买很好的技术,但是Patterson更加关注的是那些没有多少预算,但又希望开发自有芯片和应用的小公司,他们希望能够在底层指令集和芯片设计层面上进行尝试,与公众分享成果同时又不必担心触及专利雷区。

“这就需要一个不受限制的指令集才行。”Patterson说道。

其实市场上已经有一些开源指令集,例如OpenRISC和SPARC V8以及IBM的OpenPower和基于MIPS的Prpl。但Patterson表示开源社区从来都没有真正关注过OpenRISC和SPARC V8.

就在几个月前,Patterson和他的同时意识到他们需要RISC-V推广到教室以外,因为不断有人对这个项目表示出极大的兴趣。目前加州伯克利已经基于RISC-V开发出多个内核,其他院校机构也有多个项目在同时进行,Patterson和他的同时最近发布了一个技术白皮书,详细介绍了RISC-V,有兴趣的读者可以点击本地下载。

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RISC-V架构介绍

Patterson表示IRSC-V在很多地方都更强(甚至与一些专利设计相比,下图),而且目前代码基数小,非常适合开发今天主流的单芯片系统,这股潮流的兴起还要感谢ARM。随着物联网设备的数量不断增加,类似Raspberry Pi树莓派这样的工具不断成熟,以及云计算架构的不断扩展,一个不断成长的RISC-V社区能够确保芯片设计能够与时俱进。

RISC-V功能对比图

在被问及RISC-V架构如何与类似Facebook推动的开放计算计划整合时,Patterson认为与标准化处理器相比,定制化硬件设计时能够提高云计算效率(参考阅读: 要么转向专用计算,要么灭亡),他还指出加州伯克利的AMPLab正在从事数据处理和分布式系统研究,而更容易定制的芯片架构将有助于解决与容错和64位寻址在某些实例中可能不够用相关的一些问题。

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