淺析RISC-V目前存在的缺陷

RISC-V 掀起大熱，毫無疑問，它未來無限光明、前途無量，但是，我認(rèn)為它還有不小的進(jìn)步空間。本文將帶領(lǐng)大家一起看看 RISC-V 目前還存在的一些缺陷……

在硬件設(shè)計(jì)方面，人們經(jīng)常吹捧的一種設(shè)計(jì)是 RISC-V，它的 ISA 是開放的，不需要授權(quán)費(fèi)。許多組織都愿意全力支持 RISC-V，開源社區(qū)對(duì)它也非常有信心，然而隨著最近英偉達(dá)收購 ARM，人們開始擔(dān)憂了。但是，我認(rèn)為這些期望有些誤導(dǎo)，因?yàn)?RISC-V 的開放性并不會(huì)給用戶帶來多少好處，實(shí)際上受惠的是 CPU 制造商。

授權(quán)費(fèi)

RISC-V 最大的優(yōu)勢之一在于，不需要支付任何授權(quán)費(fèi)。雖然你需要支付實(shí)現(xiàn)費(fèi)用給 SiFive 之類的公司，但這些費(fèi)用都是設(shè)計(jì)費(fèi)，而不是 ISA 的抽象實(shí)現(xiàn)費(fèi)。開放性意味著洗衣機(jī)等設(shè)備使用的小型芯片可以擁有更大的利潤空間，因?yàn)橹圃焐滩恍枰Ц?ARM 或 Synopsis 的任何費(fèi)用。盡管節(jié)省下的費(fèi)用也許會(huì)讓利給消費(fèi)者，但對(duì)于這種只能一次性編程的 ROM 而言，ISA 的開放性對(duì)于用戶來說并沒有什么用。

ISA 碎片化

RISC-V 有意定義了一個(gè)很小的、帶有擴(kuò)展的 ISA。盡管許多更大的實(shí)現(xiàn)都會(huì)實(shí)現(xiàn)一組通用的擴(kuò)展，但連基本功能都放在擴(kuò)展內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致以二進(jìn)制形式發(fā)布軟件時(shí)的兼容性更難以保證。再加上 RISC-V 明確地鼓勵(lì)制造商在專用芯片上實(shí)現(xiàn)自定義指令，對(duì)于嵌入式來說這點(diǎn)非常好，但對(duì)于通用的計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)來說則不是個(gè)好消息。

生態(tài)環(huán)境

RISC-V 在積極地推動(dòng)嵌入式，這種舉措合情合理。但許多有關(guān) RISC-V 的吹捧則希望它能成為個(gè)人電腦或服務(wù)器的主力。然而這不太可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榍度胧降纳鷳B(tài)環(huán)境是完全不同的。ISA 在嵌入式編程中并沒有那么重要（盡管代碼的重用性很重要，但由于不需要運(yùn)行任意的二進(jìn)制文件，所以并不像通用處理器那般重要），用戶和企業(yè)關(guān)心的都是二進(jìn)制兼容性層次上的計(jì)算（避免已有程序的浪費(fèi)）和大多數(shù) RISC-V 實(shí)現(xiàn)尚未實(shí)現(xiàn)的性能提升，如超標(biāo)量執(zhí)行等。

開放性并不會(huì)傳遞

ISA 的開放對(duì)于實(shí)現(xiàn)并沒有多大影響。RISC-V 的授權(quán)完全允許私有的設(shè)計(jì)，而且考慮到 RISC-V 在嵌入式中的統(tǒng)治地位，這種私有性會(huì)非常普遍。因此，開放性不會(huì)影響到用戶（以控制根源信任），因?yàn)橛脩魧?duì)于晶圓工廠并沒有任何影響。

設(shè)計(jì)缺陷

自 1991 年以來，RISC-V 在 CPU 設(shè)計(jì)方面沒有任何進(jìn)步，甚至出現(xiàn)了一些諸如尋址模式錯(cuò)誤等初級(jí)的錯(cuò)誤。但是，盡管有這些缺陷，它依然在嵌入式方面占據(jù)了統(tǒng)治地位。

總的來看，RISC-V 會(huì)給希望節(jié)省經(jīng)費(fèi)的學(xué)術(shù)項(xiàng)目和嵌入式開發(fā)帶來一場革命，但不太可能影響到用戶和開發(fā)者。
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