专访RISC-V:在“不安全”的微处理器市场如何分食ARM和X86蛋糕

小飞飞

据IC Insights 预测，2018 年全球微处理器市场将达 745 亿美元，同比增长 4%，从 2018 至 2022，年复合增长率为 3.4%。虽然由于缺乏新的增长点，处理器市场增速逐年放缓，但体量庞大的市场还是让参与者赚得盆满钵满。2018 年伊始，看似格局已定的处理器市场 “惊雷炸响”，Google 旗下的 Project Zero 团队发现了一些由 CPU“预测执行”引发的芯片级漏洞——“Spectre”和“Meltdown”漏洞让全世界胆寒，市面上主流的处理器几乎无一幸免，全世界的处理器公司都在忙着打补丁。

然而，一波未平，一波又起。就在英特尔为“Spectre”和“Meltdown”漏洞“亡羊补牢”的时候，近日又有研究人员发现了英特尔处理器上的新漏洞，目前命名为“BranchScope”，它的触发方式和之前的漏洞比较类似，同样是利用处理器的预测执行机制，二、三、四代英特尔酷睿处理器被波及。

主流的指令集架构（ISA）包括 x86、ARM、ARC、MIPS 、PowerPC，以及在 GPU 和 DSP 中使用的其他 ISA “漏洞百出”，加州大学伯克利分校工程师开发的 RISC-V 似有异军突起之势。当前 80 多家科技公司（包括：谷歌、高通、苹果和特斯拉）联合起来，准备集合大家的力量设计一种新芯片，RISC-V 便是科技大佬们关注的重中之重。

RISC-V 芯片能否在处理器安全漏洞的动荡期独善其身？ RISC-V 相较于 Arm 和 X86 架构相对薄弱的生态系统环节该如何补强？在大有可为的中国半导体市场 RISC-V 组织又会如何布局？带着这些问题，与非网记者采访了 RISC-V 组织全球执行理事 Rick O'Connor。

何为处理器的安全之道？

科技公司重视 RISC-V 一方面是希望借助它打破英特尔和 ARM 构建的处理器架构壁垒，让这笔高昂的费用从公司开支中被剔除，另一方面也是希望能够借助 RISC-V 重新打造一个安全的处理器生态。

针对处理器安全问题，Rick 表示，基于 RISC-V 的处理器不易受到安全漏洞的影响，这其中也包括广受欢迎的开源 RISC-V Rocket 处理器，因为此类处理器不会执行预测性内存访问。RISC-V 社区提供难能可贵的机会，让使用者可以在开始时吸收最新的情报，做到起步已经 “安全有道”。特别是，开放的 RISC-V 开源 ISA 可以让许多不同的群组尝试替代的缓解技术，并分享成果。RISC-V 组织是由一个开放、包容的管理模式组成的，容许学术界和业界领先专家贡献一己之力。

Rick 进一步讲到，RISC-V 是一个开放且免费的开源 ISA，通过开放标准协作，开创处理器创新的新纪元。RISC-V 组织于 2015 年成立，由 100 多名成员组成，共同构建首个开放型、协作型的软硬件创作者社区，为创新动力提供支持。RISC-V ISA 由学术及研究衍生而成，将免费、可扩展的软硬件架构自由提升到另一个高度，为未来 50 年的计算设计及创新铺平了道路。

对于推广 RISC-V，RISC-V 组织有着自己的责任和考虑。Rick 指出，我们的目标是提供具有重要基础设施支持的长期的开放 ISA，其中包括文档、编译器工具链、操作系统端口、参考软件模拟器、周期精确的 FPGA 仿真器、高性能 FPGA 计算机，可实现多个目标平台设计的高效 ASIC、可配置处理器生成器、架构测试套件及教材。

Rick 认为 RISC-V ISA 有以下几个主要特征：

•以开放的可扩展方式，将架构中的软硬件设计自由度提升到另一个层次；
•开放型 ISA 提供更广泛的操作系统、为软件供应商及工具开发人员带来更方便的支持；
•关于硬件开源，RISC-V 并不依靠单一供应商，而是支持多个供应商。因此，可为未来提供无限的发展潜力；
•市面上并无其他 ISA 架构与 RISC-V ISA 的设计相似，且 RISC-V ISA 允许用户在不破坏现有扩展或导致软件碎片化的情况下扩展架构。

如何借物联网这股东风？
快速发展的物联网逐渐渗透到各行各业，其庞大的硬件需求让从业者欣喜若狂。但由于物联网应用场景不同且繁复，硬件设计需要更高效，尤其是一些定制化的设计。物联网从业者称，硬件将会对客户和云计算更具针对性。这让当前流行的架构显得代码库臃肿，不够灵活、经济。

代码库精简的 RISC-V 如何在物联网庞大的应用需求中分一杯羹？Rick 回应称，RISC-V 提供多个处理器搭载，从全开源处理器设计，如 Rocket、Orca 及 PULPino，到由 SiFive、Codasip、Andes Technology 及 Cortus 等公司提供的商用处理器核心。物联网的应用现已扩展到连接设备以外的新兴技术，如 AI、无人驾驶汽车、VR / AR、机器人等，而 RISC-V 正在为处于创新前沿的应用采用这些芯片级新技术。

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涉及到具体的应用，RISC-V 也并非是“纸上谈兵”，在 2018 德国纽伦堡世界嵌入式展便有相关展品面世。成员公司有关 RISC-V 的声明包括：Ashling Systems 与 Imperas Software 合作为 RISC-V 软件开发提供集成工具及解决方案；CEVA 宣布其 RivieraWaves 蓝牙和 Wi-Fi IP 平台现可提供可选的集成开源 RISC-V MCU；GreenWaves Technologies 推出基于 RISC- V 的 GAP8 物联网应用处理器；Trinamic 授权 Codasip 的 Bk3 RISC-V 处理器用于下一代运动控制应用；Imperas Software 的基于 RISC-V 的 RV64GC 高性能可扩展平台套件，可快速运行 Linux。每项产品发布和声明都展示了 RISC-V 生态系统的发展以及 RISC-V 架构提供的各种设备和服务。

在中国半导体市场做点什么？

华为 Mate 10 手机搭载的麒麟 970 芯片是世界上首颗人工智能手机芯片，比特大陆则成为全球最大的挖矿芯片制造商，已经开发出与谷歌人工智能芯片相似的芯片，中国目前的半导体市场正在蓬勃发展。Rick 表示，预计在 2018 年或以后，RISC-V 会将中国及东南亚地区视为目标市场。在 2017 年 5 月，我们在上海交通大学（SJTU）与 NVDIA 共同举办了第六届 RISC-V 研讨会。这是在北美以外举办的第一个 RISC-V 研讨会,，活动参与名额全满，总共吸引了超过 270 名参与者。在不久的将来，RISC-V 计划通过参加中国的行业活动，提高品牌知名度，并在 RISC-V 架构及产品需求日渐增长的背景下，继续支持亚洲生态系统。

“ICT CAS、Espressif、Verisilicon、华为、CSKY、Sanechips 和 UC Tech IP 是中国现有的一些 RISC-V 成员公司。” Rick 最后说。

本篇完