2021 > 开源生态论坛

RISC-V International首席技术官马克·希姆尔斯坦(Mark Himelstein)发表视频演讲

来源: 中国日报网
2021-09-26 14:55 
分享
分享到
分享到微信

9月26日,开源生态论坛在浙江乌镇召开。论坛第三个环节上,RISC-V International首席技术官马克·希姆尔斯坦(Mark Himelstein)发表视频演讲。

RISC-V International首席技术官马克·希姆尔斯坦(Mark Himelstein)发表视频演讲。

全文如下:

大家好,我是RISC-V International的首席技术官马克·希姆尔斯坦。今天我想谈谈RISC-V未来的道路。我希望卡利斯塔的讲解已经让大家对我们的发展方向,我们的组织定位,以及我们在世界的定位,我们的芯片数量和产品都有了一个基本的了解。现在,让我们谈谈技术方面的事情。

在我们开始讨论细节之前,我首先要说,我们是基于开源的。我们就像硬件领域的Linux一样。我们超越了国家间的界限。我们超越了公司间的隔阂。我们只想把工作做好,我们的目标是人人创新,而非重复劳动。我们已经运行了上百次的加法指令。我们不需要每次都重新编写,我们可以共享。我们运行了使用这些指令的编译器已经上百次了,这也是可以共享的。这样,我们就可以把时间花在能为我们的成员和客户提供更大价值的事情上,比如实现更高的功率、更低的空间占用、更好的流水级设计、指令多发射和处理速度等等。

这是我们的生态系统框架。RISC-V处于中间的位置。我们只参与独立于实现的工作。也就是说,我们负责除了底部灰绿色区域外的其他所有事项。处在中间的是指令集、架构测试和形式模型等等。而我们要保证这些元素及其相关的生态系统都处于良好的状态。

就这样,我们在其之上构建整个软件栈。在有需要的项目时,我们和他们一起协调共事。大家可以在左边看到我们需要的工具。而右边是我们看重的特质。例如,一切都必须是安全的,一切都必须是高性能的。在绿色区域的外围,是人们向客户出售的产品,不管是虚拟的服务和IP,还是真实的芯片和系统等等,都囊括其中。这就是整个的生态系统。

在下面是实现依赖的部分,包括RTL逻辑设计、验证、物理设计等。另外,我们也领导着若干开源硬件的相关组织,包括开放硬件芯片联盟,lowRISC等。今年内,我们已经实施了数个项目。其中最重要的当数RISC-V Compatible。这个项目让我们的成员和RISC-V兼容。这意味着什么?

我们为指令集profile定义了两项内容。RISC-V指令集Profile与其他架构一样,定义了一系列可组织在一起协同工作的指令。我们把这些指令标记为RVA-20。也就是说,2020年的应用配置文件包含了所有在2019年批准的内容。今年,我们致力于架构RVA-22。另外,我们还完成了微处理器的RVM配置文件。所以我们的工作更像是裸金属和RTOS。

另外,我们还将会推出RVA-20和RVA-22。这是在指令层面的工作。而我们的工作同样涉及平台层面,我们面向众多的操作系统设计了兼容性测试平台。

我们为裸金属和RTOS提供平台。这些平台包括Architectures和Discovery等组件。我们会对它们进行测试,以便您出售许可证时声明您的产品使用的是全新的RISC-V Compatible。另外,我们也推行了其他的项目:RISC- V开发伙伴计划。在全世界范围内有多家机构正在帮助我们搭建之前幻灯片中提到的生态系统。他们会完成对RISC-V的拓展获批所需要的所有必要工作。所以,这就是我们所做的工作,编译器、操作系统、概念验证、架构测试等等。

另外,RISC-V实验室项目正在计划开展回归测试。这是为了让任何成员都能下载Go语言的自动程序和回归套件,并能够验证过去三个月内我们修改编译器、操作系统或指令时没有发生任何功能改变。

最后,我们希望通过开发板套装项目在2022年6月前向早期试用者、发行商和学术界提供上千块开发板。在这方面我们获得了来自各方的慷慨相助,也有这么多有才之人参与其中,我们对这个项目的前景感到振奋。关于配置文件和平台的内容我就讲到这里,大家可以从幻灯片上获取更详细的信息。

我们的长期规划也十分紧凑。如果你回顾一下2021年,你会发现我们还有很多积压的任务需要完成,其中甚至有些工作已经持续4-6年了。向量处理器和位操作的开发已经进行了很长时间了。我们会在今年完成这两个项目。位操作项目已经进入了公开评审阶段,加密标量和FNS(整数寄存器中的浮点数)同样如此。我们正致力于尽快发布向量处理器。另外还有很多特权指令,我们会在此做一个简单的介绍。但我们还有长长一列今年可能无法完成的工作,也有即将开展、预计2023年会发布的工作。我们要如何完成这些呢?

首先,我们建立了一个可拓展的技术组织。这其中包括一个指令集委员会,负责处理未获批准和获批准的扩展和单元,之前已经获批的项目被标记为绿色。这之外还有很多项目组在全力工作。

在此我再举几个例子:位操作、向量处理器、J代表Jit相关的工作;P代表Packed SIMD,用于缩减代码长度。在右侧是虚拟机管理机,可信实行和缓存管理。所以,虚拟内存中有很多事,有很多事正在发生。看到这些穿过的横线了吗,这些水平线在视觉上代表了我们并行的项目。每次你进行任何拓展时,都要保证安全,保证软件的存在。所以,我们非常乐于推进这些工作,并围绕它们建立了一系列组织。去年,我们只有一个小组负责软件工作。现在我们有了15个,并且还在不断壮大。我们热爱自己所投身的事业。如果你有兴趣参与其中,请联系我们。

同样,其他并行的委员会也将会大放异彩。我们的技术部门正在处理大量的任务。我们的数据中心组已经启动,高性能计算组也已经运行了一段时间,审查了我们正在进行的大量工作,但我们还有很多下一步想做的事情。在基础设施部分,大家可以一眼看到我们为了保证指令集获批所做的全部工作。我们需要启动RAZZ项目,SSE基础设施同样如此。我们已经在调试和跟踪方法这个方向上推进了很久,今年也发布了它们的全新版本。

最后是Security HC项目,相关工作正在顺利开展,并取得了出色的成果。如你所见,我们有三个兴趣研究组和两个工作组在进行指令集扩展。正如我之前提到的,2021年的四大项目是位操作、向量处理器、加密标量和虚拟内存。于是 ,工作组里的人整理出了这张列表。你可以把RISC-V的向量处理器和ARM、x86的向量处理器进行比较。

如你所见,我们的产品功能非常丰富。我们认识到了在处理器的发展历史中,我们是站在巨人的肩膀上进行开发,这让我们受益良多。但是,我们的架构中有些非常新颖的设计,例如多种向量大小、向量寄存器的数量,但它同样也有你想要的所有常规功能,例如屏蔽、加宽等。所以,这是个非常丰富的指令集,并且只用了一百条指令,对吧?这的确让人啧啧称奇。这是对参与这项工作的人们整合功能、经过多番调试、让产品获批所付出的努力最大的认可。

另外,RIOS实验室(清华-伯克利深圳研究院)也在帮助我们进行正式的模型和架构测试。对于加密方向,我们有机会继续开发加密向量,但是由于向量处理器还没有完成开发,这项研究还需要一些时间。如今,您运行AES128算法所需要的指令比RISC-V提供的基本指令集多1000余条。但如果使用加密标量,就只需要75条。

那么,为什么我们要这样做呢?这是因为,嵌入式处理器需要一种不会占用向量处理器空间的算法。向量处理器会占据大量的逻辑空间。因此,我们需要一套占据逻辑空间很少,但是运行速度更快的算法。因此,我们会从AES128算法中提取75条指令。这在行业中是非常创新的,我们对此感到非常兴奋。现在这套指令集已经进入公开评审阶段。

测试和生态开发的工作是由中国科学院这样的同行单位完成的。我们很高兴看到这些工作得以落实到位。

我们的指令集中有大量的特权指令。我不会一一进行讲解,但是其中最重要的是一些关于虚拟内存更改等功能的。也就是说,包括了地址大小,hypervisor的改进等等,都是为了能让虚拟机有更强的可用性。我们已经完成了KVM的移植。

我们也在和行业领袖不断地沟通,以确保我们走在正确的轨道上。但如你所见,我们有长长一列的计划,其中有些会实现,有些不会。我们会先努力完成尽可能多的工作,然后新的项目会从2022年初开始推进。

我想说的就是这些。非常感谢大家。

 

【责任编辑:刁云娇】
中国日报网版权说明:凡注明来源为“中国日报网:XXX(署名)”,除与中国日报网签署内容授权协议的网站外,其他任何网站或单位未经允许禁止转载、使用,违者必究。如需使用,请与010-84883777联系;凡本网注明“来源:XXX(非中国日报网)”的作品,均转载自其它媒体,目的在于传播更多信息,其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何问题与本网无关。
版权保护:本网登载的内容(包括文字、图片、多媒体资讯等)版权属中国日报网(中报国际文化传媒(北京)有限公司)独家所有使用。 未经中国日报网事先协议授权,禁止转载使用。给中国日报网提意见:rx@chinadaily.com.cn
中文 | English