持续探讨的议题：RISC-V 是严格的还是灵活的?

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mp.weixin.qq.com, Nov. 12, 2024 – 

持续探讨的议题：RISC-V 是严格的还是灵活的?

在 RISC-V 北美峰会上，RISC-V 国际宣布 RVA23 规范已正式批准。RVA 规范的基本目标是确保软件在不同硬件实现间的可移植性。这一公告让我们想起 SiFive 联合创始人兼首席架构师、RISC-V 国际首席架构师 Krste Asanovic 在 2024 年欧洲慕尼黑 RISC-V 峰会以及杭州的 RISC-V 中国峰会上提出的一个重要问题。在这些演讲中，Krste 讨论了一个常被提及的问题：RISC-V 是灵活的还是严格的？答案是"兩者皆是！"

从一方面来说，RISC-V 非常灵活。公司或个人可以基于 RISC-V 做很多不同的事情。RISC-V 被有意设计为模块化架构，以便：

可进行扩展。

可针对特定应用对核心进行高度优化。

这种方法的重点在于，定制化的责任落在公司或个人身上，负责交付支持这些定制的相关软件。一些公司已成功实施了这种方式，尤其是在固态硬盘 (SSD) 等"黑箱"应用中，由 SSD 供应商提供所有在该平台上运行的软件。这意味着加速加密功能、数据移动和均衡算法的定制化不会对第三方程序员和程序公开。

另一方面，RISC-V 还允许公司构建一个严格控制的架构，设计上包含强制指令并减少选择项。对于需要运行成千上万个软件包的核心，这种刚性是必需的。在 RISC-V 社区中，这种方式是通过规范（Profiles）来实现的。

当人们提到 RISC-V 生态系统内的碎片化问题时，我们发现他们常常混淆了这两种使用场景。

RVA23 规范规定了一系列能力，包括用于实现虚拟机管理程序的矢量扩展和硬件虚拟化支持。SiFive 已经宣布 Performance 和 Intelligence 系列产品符合 RVA23 规范。作为开放标准，RISC-V 的一个强大价值主张是客户可以避免厂商锁定，因此看到 RISC-V 生态系统的其他成员支持这一关键规范，是很令人高兴的事。RVA23 让 RISC-V 64 位应用处理器的实现达成一致，以运行标准二进制 OS 发行版的丰富操作系统（OS）堆栈。Krste 还指出，通过 RVA23 和目前正在开发或审阅中的其他扩展，RISC-V 已经赶上了其他架构。

话虽如此，为了保持竞争力，处理器架构必须随着时间的推移不断增加新功能。我们也面临一个棘手的问题：

如果没有部署到实际系统，软件公司不会支持新功能；

如果没有软件支持，硬件公司也不会部署它。

在 RISC-V 生态系统中，关于新架构功能的共识是必要的。RISC-V 规范的设计初衷就是为了解决这个问题。厂商们会聚在一起并就指令集未来的特性加入时间表达成一致。软件厂商必须知道他们的软件可以依赖的强制性功能集。

除了强制性功能外，规范还指出了一些可选元素。这些可选项分为几类：

本地化选项：例如密码学指令，因为世界各地使用的密码算法不同。作为全球标准，RISC-V 包容了这种多样性，使客户可以选择最适合其用例和市场策略的版本。

开发选项：这些是生命周期早期的选项，通常涉及已批准的新功能，并计划在后续规范中强制执行。考虑到新功能支持的时间表，这种方式使社区能够在产品中逐步构建支持。

扩展选项：这些是非常有用但成本较高的功能，例如矩阵扩展。并非所有系统都需要强制配置这些功能。

过渡选项：在这种情况下，RISC-V 为开发人员提供一个临时方案或试验功能。

RISC-V 国际组织和更广泛的社区还在推动 RISC-V 平台的构建。平台是一套更广泛的规范。例如在服务器领域，它规定了系统如何启动、运行，最重要的是这些系统将如何认证。

未来，SiFive 也将分享更多相关内容，与大家深入探讨，共同交流。

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