電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）時(shí)至今日，RISC-V通過(guò)十?dāng)?shù)年的發(fā)展，已經(jīng)取得了顯著的成果，并開(kāi)始沖擊更高性能的應(yīng)用場(chǎng)景，在當(dāng)前核心累計(jì)出貨量百億顆的里程碑上，未來(lái)RISC-V的發(fā)展?jié)摿薮?。?jù)Semico Research預(yù)測(cè)，至2025年，全球市場(chǎng)RISC-V核產(chǎn)量會(huì)累計(jì)超過(guò)600億顆。

顯然，RISC-V后續(xù)的發(fā)展速度比之前更加驚人。在高速的發(fā)展過(guò)程中，為了防止RISC-V出現(xiàn)碎片化問(wèn)題，目前已經(jīng)初步形成一套標(biāo)準(zhǔn)化的擴(kuò)展框架，使得廣泛存在的RISC-V芯片呈現(xiàn)多元化但不會(huì)惹上碎片化的麻煩。

借鑒Linux的歷史問(wèn)題

我們都知道，一直以來(lái)RISC-V的通用標(biāo)準(zhǔn)都是由RISC-V International來(lái)主導(dǎo)。2022年3月，RISC-V International在其郵件列表上分享了一項(xiàng)調(diào)查，以收集社區(qū)的反饋，“幫助識(shí)別ISA差距，制定未來(lái)的擴(kuò)展計(jì)劃，并保持RISC-V應(yīng)用程序之間的兼容性?！?br />
隨后在2022年6月，該組織宣布了2022年的首批四項(xiàng)規(guī)格和擴(kuò)展的批準(zhǔn)，其中就包括RISC-V主管二進(jìn)制接口（SBI）和RISC-V統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口（UEFI）規(guī)格。

正如RISC-V的首席技術(shù)官M(fèi)ark Himelstein所言，RISC-V SBI為開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)類(lèi)似的關(guān)鍵資源，在所有RISC-V實(shí)現(xiàn)中移植主管模式軟件的能力，本質(zhì)上允許開(kāi)發(fā)者寫(xiě)一次代碼，并在所有地方應(yīng)用。

根據(jù)官方介紹，RISC-V規(guī)范的SBI架構(gòu)了硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)內(nèi)核之間的固件層，使用主管模式（S-模式或VS-模式）下的應(yīng)用二進(jìn)制接口。 這種抽象使所有RISC-V操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)都有共同的平臺(tái)服務(wù)。許多RISC-V成員已經(jīng)在他們的RISC-V解決方案中實(shí)施了RISC-V SBI規(guī)范，因此批準(zhǔn)該規(guī)范將確保整個(gè)RISC-V生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法，確保兼容性。

目前，RISC-V在操作系統(tǒng)層面主要集中在三個(gè)方面——RTOS、Linux和安卓。根據(jù)平頭哥的介紹，該公司的高性能RISC-V處理器玄鐵910已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與Linux、安卓、Anolis、AliOS Things、FreeRTOS、RT-Thread等操作系統(tǒng)的適配。

RISC-V UEFI協(xié)議將現(xiàn)有的UEFI標(biāo)準(zhǔn)引入RISC-V平臺(tái)。UEFI 全稱“統(tǒng)一的可擴(kuò)展固定接口”(Unified Extensible Firmware Interface)，前身為英特爾當(dāng)年提出的EFI標(biāo)準(zhǔn)。UEFI的研發(fā)最開(kāi)始確實(shí)就是為了取代BIOS系統(tǒng)，相較于BIOS系統(tǒng)，UEFI使開(kāi)機(jī)程序化繁為簡(jiǎn)，節(jié)省時(shí)間。

不難看出，RISC-V International目前正在著力制定標(biāo)準(zhǔn)性擴(kuò)展規(guī)范，以避免出現(xiàn)碎片化問(wèn)題，主要目標(biāo)是提升RISC-V在三大目標(biāo)操作系統(tǒng)RTOS、Linux和安卓方面的兼容能力，以及硬件自身的先前和向后的兼容特性。很明顯，這是從Linux身上借鑒的經(jīng)驗(yàn)，作為一款開(kāi)源的操作系統(tǒng)，Linux一個(gè)比較明顯的問(wèn)題就是同樣的東西在不同版本的Linux上很難兼容。

比如，數(shù)年前“Linux 之父” Linus Torvalds就曾吐槽過(guò)桌面版Linux的兼容問(wèn)題，“每個(gè)發(fā)行版都在隨意地修改glibc庫(kù)，改變底層API，帶來(lái)了很糟糕的程序兼容體驗(yàn)，”他在當(dāng)時(shí)的一場(chǎng)會(huì)議中講到。

從效果來(lái)看，RISC-V International推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)性擴(kuò)展規(guī)范工作有兩大明顯的益處。其一是從市場(chǎng)終端來(lái)看，RISC-V指令集面向的場(chǎng)景比過(guò)往的處理器架構(gòu)更為多元，有著明顯的碎片化特征，標(biāo)準(zhǔn)性擴(kuò)展規(guī)范能夠防止RISC-V指令集的開(kāi)源特性被市場(chǎng)碎片化帶偏，更有益于產(chǎn)業(yè)發(fā)展；其二，正如上述提到的，標(biāo)準(zhǔn)性擴(kuò)展規(guī)范保證了RISC-V的兼容特性，雖然RISC-V的目標(biāo)操作系統(tǒng)很明確，但隨著產(chǎn)品換代很容易出現(xiàn)應(yīng)用不兼容的問(wèn)題，給應(yīng)用方案升級(jí)帶來(lái)了重復(fù)的軟件開(kāi)發(fā)成本，有了標(biāo)準(zhǔn)性擴(kuò)展規(guī)范便能夠避免這些問(wèn)題。

未來(lái)RISC-V摸著勢(shì)頭過(guò)河

從芯片設(shè)計(jì)方面來(lái)看，目前的RISC-V實(shí)際上也是在走ARM架構(gòu)的老路，尤其是在當(dāng)前的主要應(yīng)用——低端嵌入式領(lǐng)域，基于RISC-V的MCU主要用于替代ARM架構(gòu)產(chǎn)品，并通過(guò)應(yīng)用靈活性、低功耗和安全性等方面為方案設(shè)計(jì)帶來(lái)提升。

因此，基于RISC-V實(shí)現(xiàn)的MCU以及其他芯片依然在支持目前主流的硬件接口協(xié)議。

但是，RISC-V要成為繼x86和ARM架構(gòu)之后的第三種主流架構(gòu)，就要走出一條有別以往的新路，就像ARM架構(gòu)在移動(dòng)和嵌入式領(lǐng)域逐漸形成一套之際的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一樣，RISC-V也需要面向自己的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，當(dāng)前來(lái)說(shuō)就是AIoT，進(jìn)一步推行標(biāo)準(zhǔn)化，并形成體系。

從歷史經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，RISC-V如果要成為第三種主流架構(gòu)，就需要找到自己的操作系統(tǒng)搭配，有人說(shuō)是RISC-V+Linux的全開(kāi)源系統(tǒng)，但是真是如此嗎？正如很多人經(jīng)常用的一個(gè)例子，4G時(shí)代未到來(lái)時(shí)，沒(méi)有人能想象到如今如此龐大的App生態(tài)，以及廣受歡迎的直播玩法。那么，當(dāng)RISC-V不再學(xué)習(xí)ARM架構(gòu)開(kāi)始走自己的路時(shí)，會(huì)迸發(fā)出怎樣的能量還不得而至。

不過(guò)在此過(guò)程中，開(kāi)源的RISC-V一定不能丟掉標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)繩，這是RISC-V的立身之本。從目前的情況來(lái)看，RISC-V International的方向較為明確，就是將需求發(fā)覺(jué)的任務(wù)交給廣大開(kāi)發(fā)者，利用好RISC-V 社區(qū)。雖然我們還不知道RISC-V到底會(huì)帶來(lái)一個(gè)怎樣的處理器盛世，但是有一點(diǎn)是明確的，開(kāi)放性將為RISC-V注入源源不斷的活力，是其走向?qū)儆谧约旱氖⑹赖暮诵耐苿?dòng)力。在此過(guò)程中，RISC-V International需要和所有RISC-V開(kāi)發(fā)者一起探討，摸著勢(shì)頭過(guò)河。

當(dāng)然，目前的政治生態(tài)也有可能誕生出一種極端的情況，也就是中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)包云崗教授曾撰文提到的RISC-X?？梢哉f(shuō)，讓RISC-X成長(zhǎng)起來(lái)，可能是全球RISC-V開(kāi)發(fā)者就不愿意看到的一種情況，是一種較為極端的情況，總結(jié)一句話就是，當(dāng)總部在瑞士的RISC-V International失去中立性后，RISC-X將會(huì)是以個(gè)別國(guó)家為主導(dǎo)的RISC-V，全球化屬性將大打折扣。但是，RISC-X也確實(shí)是RISC-V標(biāo)準(zhǔn)化的一個(gè)分支。

寫(xiě)在最后

目前，作為后發(fā)架構(gòu)的RISC-V，一個(gè)明顯的好處是能夠借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)之前的架構(gòu)ARM，學(xué)習(xí)此前的開(kāi)源操作系統(tǒng)Linux，這讓RISC-V能夠少走很多彎路，進(jìn)展非常迅速。

不過(guò)，RISC-V立志成為第三種主流架構(gòu)，它的路終究將需要自己去闖，標(biāo)準(zhǔn)化是RISC-V的立身之本，也將隨著RISC-V的發(fā)展進(jìn)程而不斷演變，但具體會(huì)是什么樣子，想來(lái)現(xiàn)在還沒(méi)有人能夠說(shuō)的清楚。