攝影/洪政偉

「RISC-V就像提供了一個強大的繪圖工具,讓任何人都能夠自由發揮創意,」交大資工系教授陳添福這樣形容,而Arm和x86則像已完成的畫,顏色圖案已經定型了,要改就很難。

陳添福曾是國網中心副主任,也是打造出曾名列全球前20大超級電腦的臺灣杉2號主要建置負責人,過去在SoC設計、多核心CPU,以及嵌入式系統的研究著墨很深。

RISC-V最大價值是開放性,讓更多CPU設計創意得以實現

過去,晶片廠商設計CPU時,如果沒取得指令集授權,比如指令格式、執行方法等,即使你的RTL Code重新自己編寫,最後開發出來的CPU產品,仍會有專利侵權問題。就算取得對方授權,未來想要替CPU核心新增指令或功能,若指令集擁有者沒有提供,也沒辦法用,或對方不願開放授權,也只能等待,甚至有時遇到授權金調漲時,無疑也是一筆龐大成本。不論取得或使用上,都容易受到諸多限制。

陳添福認為,RISC-V指令集架構的最大好處,就是開放性。因為它是一個公開的指令集架構,代表大家都能在一個既有的基礎架構上發展自己的CPU類型,不須授權就能用,而且已經有了學術界實作出第一個版本CPU設計,還有第一版編譯器、除錯器、參考設計等,同時,亦有學界和業界持續將研究或實作成果貢獻到社群,這也意味著,新進者不需要自己重頭做,馬上就能用它來做研發,可以站在巨人的肩膀上,迅速實踐創意。

簡單一句話,「 RISC-V最大價值,就是造就多元化的生態體系,來激盪新想法。」陳添福再三強調。

AI加速器晶片就是一個例子。他說,透過採用RISC-V架構,硬體開發人員能自行設計一個跟RISC-V相容的擴增指令,來支援神經網路模型推論所需的複雜向量計算,再實作成一顆SoC晶片,或是能夠採用以單一CPU疊加更多核心的作法,來加速AI應用,這些都是因為RISC-V架構本身的彈性,才能使得CPU設計能有很多變化,也帶來多樣性。「這將讓RISC-V有機會成為第3大主流CPU新勢力,未來能夠與x86、Arm抗衡。」陳添福說。

不過,他強調,任何硬體架構都得搭配成熟的軟體技術,包含編譯器、除錯器、SoC開發套件系統等,「選擇CPU的指令集架構,不只決定了硬體實作方式,也決定了所搭配的軟體工具鏈」,這正是為何x86始終獨占PC,而Arm則獨大行動與嵌入式裝置的原因,「這將是RISC-V未來發展要面對的挑戰。」

另外,仍有不少主流微架構技術的應用、實作方法還未運用到RISC-V處理器的設計,他認為,這是現階段的不足。陳添福解釋,這些技術原理、方法不難,但要完整實作在一顆RISC-V處理器,且要有更好效能、更低功耗,須面對各種複雜工藝技術的挑戰,「為了達到這個境界,Arm歷經20多年,RISC-V還在起步前3年到5年之間。」他觀察,RISC-V生態系還在發展中,秉持開放精神,未來有可能彎道超車,只要越多人願意投入,百家齊鳴,RISC-V技術也會進步,就有機會可以加速發展。

當RISC-V生態圈持續茁壯成長,陳添福也認為,這將有助於臺灣硬體產業的發展,代表進入門檻降低,不論是晶片設計公司,或硬體新創,將更有機會走出自己的一條路,使得其設計出來的CPU產品,可以更相容於全世界的CPU主流,來與世界一流公司競爭,「差異化將是決勝關鍵。」他說。

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