高性能RISC-V芯片落地在即，操作系統(tǒng)已先行一步？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）數(shù)日前，筆者采訪了賽昉科技資深銷售總監(jiān)周杰，談到了高性能RISC-V的落地問題。高性能RISC-V將逐步落到開源社區(qū)、工業(yè)控制和通用消費等領(lǐng)域。在這個過程中，操作系統(tǒng)的重要性將逐漸提升。

為什么要這樣講呢？從傳統(tǒng)計算機來看，操作系統(tǒng)的功能是管理計算機系統(tǒng)的全部軟、硬件資源，合理組織計算機的工作流程，以達到充分發(fā)揮計算機資源的效率，為用戶提供使用計算機的友好界面。也就是說，操作系統(tǒng)既能夠幫助RISC-V芯片在系統(tǒng)中發(fā)揮最大價值，同時也是人機交互不可或缺的一部分。

雖然自2022年開始，高性能RISC-V芯片才開始密集地推出，不過目前已經(jīng)有開源和商業(yè)軟件在積極籌備對RISC-V芯片的支持。

谷歌依然想獨霸RISC-V操作系統(tǒng)市場

在上一波移動智能大潮中，ARM架構(gòu)+安卓系統(tǒng)成為最大的贏家。根據(jù)知名數(shù)據(jù)咨詢機構(gòu)Strategy Analytics數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止目前為止，安卓系統(tǒng)全球市場份額約為80%，IOS系統(tǒng)全球市場份額約為18%，鴻蒙系統(tǒng)全球市場份額約為2%。

而在ARM架構(gòu)背后，目前RISC-V架構(gòu)發(fā)展的態(tài)勢迅猛，比當年ARM架構(gòu)的速度更快，并得到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛支持。在移動智能潮流中吃到紅利的谷歌目前正在致力于成為RISC-V移動設(shè)備操作系統(tǒng)市場的霸主，并且谷歌采取了多項措施。

2023年伊始，谷歌就官宣，未來安卓操作系統(tǒng)將支持RISC-V指令集架構(gòu)。谷歌Android工程總監(jiān)Lars Bergstrom表示：他希望RISC-V被視為Android中的“一級平臺”。

根據(jù)我們此前的報道，谷歌也參與創(chuàng)立了RISC-V RISE項目，并且RISE項目的主席 Amber Huffman便是谷歌公司的首席工程師。這個項目主要目標是打造基于RISC-V處理器的生態(tài)系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)方面，如上所述谷歌已承諾將安卓操作系統(tǒng)移植到RISC -V ISA，讓RISC-V處理器將能夠更好地適用于移動設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)；其次，RISE項目也致力于將RISC-V和Linux操作系統(tǒng)更好地結(jié)合，進而覆蓋從傳統(tǒng)嵌入式到服務(wù)器的多場景需求。

此外，谷歌也在嘗試打造一個開源的操作系統(tǒng)和平臺，以滿足RISC-V處理器在開源生態(tài)的發(fā)展。這個平臺被命名為 KataOS，利用了RISC-V和谷歌的硬件信任根OpenTitan。在KataOS里，谷歌與Antmicro合作開發(fā)了用于嵌入式硬件設(shè)計的Renode模擬器，允許快速的軟件/硬件設(shè)計并提供多核 RISC-V 平臺。雖然KataOS還處于早期階段，不過谷歌已經(jīng)將其開源到GitHub論壇上，并提供一個用于證明 KataOS 的參考嵌入式平臺Sparrow。

能夠看出，谷歌在RISC-V操作系統(tǒng)方面有巨大的野心，想要通吃商用和開源RISC-V處理器市場。當然，有了安卓在前，谷歌完成這樣的壯舉也并不讓人太意外。

主流操作系統(tǒng)都在覬覦RISC-V

RISC-V要想更快地落地到更多的終端領(lǐng)域，操作系統(tǒng)是非常重要的一環(huán)，就如開篇所提到的，尤其是高性能RISC-V處理器面向的市場，操作系統(tǒng)可以說是必要的。

除了谷歌之外，其他較為主流的操作系統(tǒng)其實也在積極地支持RISC-V處理器的發(fā)展。

目前，Debian基礎(chǔ)架構(gòu)中官方已經(jīng)成功完成了RISC-V 64位(riscv64)的移植。雖然現(xiàn)階段Debian 12版本尚未支持RISC-V 64位架構(gòu)，不過Debian團隊已經(jīng)表示在Debian 13 "Trixie"中將進一步完善該支持，并提供官方的RISC-V支持。特別需要指出的是，Debian是最古老的GNU/Linux發(fā)行版之一，適用于服務(wù)器、工作站和桌面電腦等要求穩(wěn)定的嵌入式設(shè)備。

和Debian一樣，主流的Linux操作系統(tǒng)發(fā)行版Fedora、Gentoo、Ubuntu、openKylin等幾乎都在支持RISC-V的發(fā)展。就以Ubuntu來說，此前有報道稱，Ubuntu已經(jīng)支持國產(chǎn)廠商賽昉科技推出的賽昉VisionFive2。Canonical的硅聯(lián)盟總監(jiān)Gordan markusov指出，Ubuntu和VisionFive2能夠讓開發(fā)者更好地使用開源軟件，更好地使用RISC-V。

在國內(nèi)，華為的鴻蒙、阿里龍蜥、統(tǒng)信、RT-Thread和創(chuàng)維酷開系統(tǒng)等也已經(jīng)都支持RISC-V架構(gòu)。以華為鴻蒙來說，根據(jù)相關(guān)報道，不僅是鴻蒙系統(tǒng)兼容RISC-V架構(gòu)，同時華為也自己開發(fā)了RISC-V系統(tǒng)和RISC-V開發(fā)板。

RISC-V在開源方面更大的野心

我們一直在強調(diào)，RISC-V作為一種開源的處理器架構(gòu)，其發(fā)展路徑將會和傳統(tǒng)ARM架構(gòu)存在明顯的差異性。除了像ARM架構(gòu)一樣，由商業(yè)公司推動適配主流的操作系統(tǒng)以外，開源處理器適配開源軟件的模式則具有更大的魅力和前景。中國工程院院士倪光南也多次提到，“開源模式已從軟件領(lǐng)域走向硬件領(lǐng)域?！?br />
在我們上面提到的系統(tǒng)中，比如Ubuntu、openKylin等都是基于開源系統(tǒng)打造，然后商業(yè)化運作。不過，這些操作系統(tǒng)最開始的初衷并不是應(yīng)用于RISC-V處理器上，對于x86和MIPS等架構(gòu)的支持才是第一要務(wù)。因此，針對RISC-V打造的開源操作系統(tǒng)便更值得產(chǎn)業(yè)界去關(guān)注。

我們在上面已經(jīng)提到，谷歌在從事這方面的研發(fā)，KataOS已經(jīng)有了雛形。在國內(nèi)，“傲來”RISC-V原生操作系統(tǒng)幾乎也是在做同樣的事情，中國科學院軟件研究所副所長、總工程師武延軍表示，基于Yocto打造的“傲來”RISC-V原生操作系統(tǒng)面向AIoT場景，提供了RISC-V指令集軟件生態(tài)的全棧優(yōu)化，目標是打造出一款安全、易用的RISC-V開源操作系統(tǒng)。

當然，我們并不是不看好目前的開源軟件和RISC-V適配打造的開源生態(tài)，這也會是一條有光明前景的發(fā)展路徑。相關(guān)公司主打的概念基本都是“全棧開源”這一理念，也就是開源RISC-V處理器適配開源操作系統(tǒng)，相關(guān)操作系統(tǒng)包括歐拉和OpenHarmony等。目前，RISC-V處理器已經(jīng)獲得了OpenHarmony主線支持，Linux也已經(jīng)在穩(wěn)定版本中主線支持RISC-V。

后記

目前，市場上主流的操作系統(tǒng)基本都已經(jīng)適配RISC-V處理器，這將讓RISC-V落地到更廣泛的領(lǐng)域中。對于開源生態(tài)，這是一個愿景宏達的模式，就連谷歌目前也在初期階段，還在進行摸索。不過，一個好的模式一定是能夠讓參與公司從中獲利的，RISC-V如何從軟件端更好地做到這一點，還沒有一個既定的答案。