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RISC-V正在采取行动，避免MIPS类的碎片化

2022-04-02 14:00:27 来源: 半导体行业观察

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来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自theregister ，谢谢。

在技术重量级人物的支持下，RISC-V 不断增长，但也带来了挑战：鼓励 CPU 设计人员保持一致，并避免MIPS和Android中发生的那种碎片化。

考虑到这一点，协调开源指令集架构 (ISA) 开发的 RISC-V International 已向其社区寻求指导，并确定其未来几年的优先事项。

上周，该组织在其邮件列表上分享了一项调查，以收集反馈，以“帮助识别 ISA 差距，制定未来扩展计划，并保持 RISC-V 应用程序之间的兼容性。”

RISC-V International 首席技术官 Mark Himelstein 告诉The Register ，调查的目的是了解社区正在做什么，以及是否强烈希望将一些私人开发的非标准扩展标准化。

RISC-V 有时被称为芯片中的 Linux，全世界的工程师都在合作设计、设置和改进架构。

RISC-V 本质上是一组规范，从软件的角度定义了兼容的 CPU 内核应该如何运行：可用的指令类型、它们在内存中的格式以及其他核心功能。

然后，这些规范可免版税以在处理器和片上系统中实施：由半导体工程师决定如何在其芯片中构建管道和逻辑以运行为 RISC-V 机器构建的软件。

RISC-V 采用模块化方法：其 ISA 具有一组基本功能以及可选扩展，例如原子操作和浮点数学，可以根据需要在硅中实现。

一些扩展由社区公开发布和批准；工程师还可以自由地为他们的特定芯片提出他们自己的私人定制扩展。

根据设计，在 CPU 核心扩展级别添加功能（例如用于加速 AI 操作的指令）可以避免开发和连接单独的协处理器及其接口的需要。

因此，芯片开发人员可以为他们的 RISC-V CPU 内核创建和实施混合的开放和专有扩展。这就是可能发生碎片化的地方。

一家公司可以在其处理器系列中实现一组标准 RISC-V 扩展，并附加一些应用程序依赖的自定义、非标准扩展。

这些应用程序可能难以在另一家公司的未实现该扩展的 RISC-V 芯片上运行，因为无论出于何种原因，它都没有得到批准或无法实现。

RISC-V International 热衷于避免 ISA 的这种不受控制的扩展，方法是让团队以开放、协作的方式标准化他们的扩展，而这样做似乎很聪明。

“调查的部分原因是要弄清楚还有什么。如果有什么意义，那么我们可以让人们重新团结起来，减少这些不合格和非标准的扩展，”希梅尔斯坦说。

标准化将鼓励应用程序开发人员利用 RISC-V 功能，因为他们知道他们的代码将在众多兼容芯片上顺利运行。出于商业原因，一些组织可能仍然更喜欢私下开发自己的专有扩展，或者因为他们已经想到了其他人没有考虑过的添加，或者因为他们的芯片无论如何都只会运行他们的代码。

Himelstein 说的很好。

“这是一种贡献者文化。如果有足够多的人愿意[合作标准化扩展]，那么它就会发生。如果没有，那么它就不会，人们可能会去做自己的事情，这对我们来说没关系， ”Himelstein 说。

例如，如果调查显示对支持 8 位浮点或 FP8 的热情足够高（英伟达上周吹嘘其作为其Hopper GPU的一项功能），RISC-V International 将开始讨论标准化此类扩展。如果没有，人们可以自由地为它提出自己的自定义扩展。

“还有其他浮点格式。去年我们做了……半角 IEEE 浮点。但另一种在嵌入式领域非常流行的特别是用于机器学习的 bfloat16。去年我们无法做到。我们“今年正在努力实现它，”Himelstein 说。

Imagination 将 GPU 蓝图授权给片上系统制造商，并拥有自己的兼容 RISC-V 的 CPU 设计，该公司表示，带有批准扩展的组件是建立强大的 RISC-V 生态系统的关键。

“市场上有许多未经批准的定制扩展将阻碍 RISC-V 的广泛采用，”Imagination 的计算副总裁 Shreyas Derashri 告诉The Register。“Imagination 从根本上想加强 RISC-V 生态系统。”

如果 Imagination 生产自定义扩展，该公司将与 RISC-V International 合作以使这些扩展获得批准。“这也包括围绕 RISC-V 图形扩展的工作，”Derashri 说。

RISC-V 去年发布了 16 个规范，今年还有更多：昨天封闭和定制的东西明天可以由社区开放和标准化。“就像在 Linux 中一样，今天可能专有的技术将在五、三年或两年内沉淀下来，”Himelstein 说。“每个人都理解这个游戏，因为我们已经在计算机中使用它很长时间了。”

RISC-V网站还对正在开发的规范状态进行了明确的命名：是否正在讨论、开发、公开审查、冻结以及是否已被批准。

“我们不会急于做某事，然后浪费操作码空间，以后不得不重做一些事情。我们可以创建一个新的扩展，但我们宁愿尝试把它做好，”Himelstein 说。

RISC-V 世界花了六年时间来标准化矢量规范。现在，RISC-V 的领导者正试图尽量减少与 ISA 专注于图形和机器学习的特殊兴趣小组相关的常见功能的扩展重叠，例如矩阵运算。

“vector 团队正在创建一个特殊的兴趣小组，将与这些人合并，然后决定这个东西的样子，因为不仅存在重叠，而且在计算机科学的其他一些地方也存在重叠，”Himelstein 说。

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