【CPU设计开放标准关键人物：RISC-V基金会首席执行官Calista Redmond】开源解放了硬件产业，CPU设计才能创新

开源软件盛行多年，近来，一个芯片层级的新兴“开源”指令集架构RISC-V，迅速在开源硬件市场上崭露头角，不仅业界看好它有机会挑战英特尔，连独占行动处理器市场多年的Arm也备感威胁，而决定放宽指令集的限制，更让RISC-V成为近来最火红的开源硬件技术。

为何这个指令集架构会特别不同？为何AI应用需要采用这样架构？超过491个会员的加入，又代表了什么意义？iThome越洋采访了现任RISC-V基金会首席执行官Calista Redmond来解答。

Q：RISC技术发明人曾指出，RISC-V将成处理器界Linux，这要如何实现？

 A  RISC-V基金会将会建立一个软硬件创新者能共同合作的开放社群，作为引领RISC-V ISA（指令集架构）未来发展方向和推动之用。生态系的建立，需要透过这个RISC-V标准，才能支援许多不同的CPU供应商，让他们能在不同的应用领域上彼此竞争。

甚至，如果没有这一个开放标准，现在，许多学界的芯片专案也无法采用开源作法。

RISC-V有诸多优势，包括了开放性、简易性、简洁设计、模组化、扩充性和稳定性。基金会还拥有20多个工作小组和委员会，持续开发各种扩充指令、工具和策略，以加速实作、设计及采用。

我们的小组也致力于安全性、ISA指令扩充、验证与法遵、模拟、软件以及许多业界关注的应用领域，如HPC等，还有学术界。

为了凝聚社群力量，每年RISC-V基金会都会举办全球性活动来讨论当前和未来的RISC-V重要专案计划，包括商用及开源实作、软件及硅芯片、向量与安全性、应用和加速器、模拟基础设施等等。我们也积极推动相关RISC-V系列讲座及活动。

Q：RISC-V真的可以打破摩尔定律瓶颈，找到新出路吗？

 A  过去10年来，由于我们不再单靠传统半导体的物理运作原理及制程来解决问题，如增加晶体管或缩小核心，半导体产业想尽办法用各种手段要来解决摩尔定律的瓶颈。

RISC-V已经是能够提高CPU运算效能的一种创新方法。因为RISC-V提供机会，让设计者可以发展专有版本的CPU实作，而在企业研发产品时也有好处，可以缩短硬件开发时间，能降低策略成本和整体风险。当生态系持续成长茁壮，想到这些采用者会如何从开源找出更多实作的可能性，就很令人期待。

RISC-V基金会成员来自超过491个组织、个人以及学术机构，这里有一个活跃的社群，来推动整个生态的持续发展，包括批准规格、法遵测试和软件验证套件，以及其他技术交付等。

Q：为何开源对RISC-V架构如此重要？

 A  就像开源软件解放整个产业一样，RISC-V致力于打破处理器设计的独占。透过开放、无偿、免授权方式提供，使得RISC-V更容易扩散到更多产业，包括芯片和设备制造商，用在自己的CPU设计上，来新增扩充指令或加入客制功能，来满足不同市场的需求。

Q：RISC-V如何跟 x86与Arm处理器竞争？

 A  不同于传统的处理器ISA（编按：指x86或Arm体系），采用相容RISC-V的ISA，不仅架构设计简单，也较不占空间，现阶段大约有20多个独立ISA，每个ISA都专注于一组特定的功能。由于在ISA层并不涉及CPU实作方式，而是通过整个SoC组成和其他设计属性来定义，因此，工程师可以依据自身需求，来决定是要加大核心打造更强大CPU，或是采用小核心，来达到高度省电的设计。RISC-V还有另一个好处是，开发者还能加入自己的指令集，做为特殊指令用途，来放进自己的CPU，不须经过任何批准。

另外，由于RISC-V的核心规范本身，是以创用CC授权，使用者可免付权利金，这提供了更大的灵活弹性，可以将一个相容RISC-V的CPU设计，从FPGA移植到一个ASIC或另一个FPGA，无须修改软件。有了这些好处，都能帮助这些采用者加速创新。

Q：AI加速器芯片使用这个架构的好处？

 A  能塑造产品差异化。现在许多应用都需要AI加速，在硬件上，不仅需要处理通用型任务，还需要针对密集运算的关键任务（比如AI推论）进行加速。主流AI应用，像智能的嵌入式视觉这类应用，不仅需要更强大的AI推论加速器，也需要强大的应用处理器，还有高度弹性的可程式化逻辑FPGA芯片，才能将各种感测器，包括摄影镜头、显示器和其他周边设备取得的影像资讯，交由专门CPU执行。

在RISC-V CPU中，设计者可以使用自己设计的客制指令，作为特定领域应用的加速（DSA）用途，这就可以建立产品的差异化，而且更省成本和功耗。RISC-V的可扩充性，意味着，有可能设计出一个CPU，需要执行程式码比之前体积更小、更轻量，从而减少内存需求，甚至能成为降低能耗的关键。

Q：对于RISC-V生态系未来发展有什么期待？

 A  未来5年，RISC-V生态系有机会快速成长。

根据产业研究机构Semico最新的预测，到了2025年，市场采用RISC-V的CPU总核心数将会达到624亿颗！

届时，我期待看到RISC-V可以实作出更多新式CPU类型，可以被运用在创新的消费型装置、工业应用、HPC应用与其他更多领域应用等。

Q：Arm开始松绑专有指令集会有什么影响？

 A  不少公司开始允许透过客制化指令的方式，让芯片制造商使用在自己的CPU，以提高设计弹性和扩充性，这样的趋势在电子业日益明显，利用这些客制芯片，来优化效能、降低成本，建立有别于竞争对手的差异。

Q：RISC-V基金会下一步目标是什么？

 A  我们将继续完善RISC-V标准及其技术，让采用者能更容易在自己的产品实作完整RISC-V核心。其次，则要扩大社群成员的规模，可延伸到更多相关领域，以及加深社群参与。为此，我们将聚焦扩大发展生态系，可以横跨不同产业，而且是全球性的，来提供更多支援与教育工具，以便于加快OS、硬件实作与开发工具的发展脚步。我们的目标，是要加速产业采用RISC-V，进而使所有社群参与者都能从中共享其利益。

Q：为何要来台湾举办研讨会？

 A  台湾拥有很强健的嵌入式开发与程式开发服务经济。在亚洲多达2千万只健身手环和智慧手表，均内建RISC-V处理器，此外，在台湾，也有老字号CPU设计厂商晶心科技，成立多年，它也是深耕RISC-V生态系的资深成员之一。我们已经建立合作伙伴关系，也打算发展新的合作。而通过开放标准的协作，我们也鼓励更多组织和个人能够加入这个生态体系，共同开创一个处理器创新的新时代。

Q：就你观察， RISC-V风潮对台湾企业的机会和冲击为何？

 A  从美国、欧洲到亚洲，在学界和业界都有不少人热切投入RISC-V，带动了生态系的蓬勃发展。台湾也有不少RISC-V供应商和软件开发商，基金会将提供各种工具和支援，帮助这些台湾业者能在资安领域获得成果，回头壮大整体生态系。

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