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为什么RISC-V必须在开放标准与开放源代码上正确传达信息

Matthew Connatser 2024-05-29 21:35:48

美国可能对RISC-V实施制裁的可能性增加了房车管理机构及其合作伙伴的压力,要求他们正确了解这项技术的真正含义.

美国和中国在贸易战中的主要工具之一是对彼此实施制裁.

美国及其盟友阻止中国进口某些先进的处理器、制造芯片的工具,以及用于芯片制造和人工智能的知识产权.

作为报复,中国禁止某些西方制造的半导体进入中国,并一直在支持在中国制造它所需要的一切.

负责监督开放的、免版税的中央处理器指令集架构RISC-V的RISC-V国际公司被卷入了这场国际争论的中心.

房车在世界各地都有使用,包括美国和中国.

来自共和党和民主党的多名美国政界人士表达了他们的担忧,即RISC-V的开放性质允许中国公司采用美国的技术并绕过制裁.

RISC-V社区不愿其指令集体系结构(ISA)受到出口或进口制裁的打击,因为这将影响采用并鼓励分散.

它希望通过让立法者、政策专家和官员理解社区认为开放源码和开放规范之间的细微区别来避免打击.

简单地说,他们希望强调一点,即打击有贸易限制的产品是一回事--比如,特定的计算机处理器、付费软件应用程序,甚至是开放源码项目--但达到有限制的开放标准或规范则完全是另一回事.

这是禁止出口某些以太网网络控制器和直接禁止整个以太网出口之间的区别.

在RISC-V世界看来,后者--如果适用于RISC-V-将是不公平的矫枉过正.

这将是对所有与RISC-V兼容的处理器的全面禁令,而不仅仅是政府以国家安全为由特别选择的处理器.

因此,社区希望教育每个人了解开放源码和开放免版税规范之间的区别.

RISC-V是一个免费和开放的规范,但这并不意味着所有与RISC-V兼容的处理器都是开放的,免费供中国使用.

软件--无论是应用程序,还是操作系统,等等,最终都是由指令组成的,这些指令告诉硬件该做什么.

程序可能会在内存中查找一个值,如果该值为零,则采取一些操作--这些步骤中的每一个通常都是处理器要执行的指令.

作为ISA,RISC-V描述了这些指令在RISC-V处理器上的格式和操作.

通过这种方式,应该可以为RISC-V构建在任何和所有兼容的RISC-V芯片上运行的程序.

RISC-V所做的只是指定RISC-V处理器应该有什么软件-它由处理器设计者决定他们如何准确地实现该规范.

RISC-V是开放的,可以免版税使用,但芯片本身可以是开源设计,也可以是封闭和专有的.

RISC-V世界担心,如果不能让官员们看到这种区别,它将受到广泛的制裁.

这并不是说所有公共生活中的人都太愚蠢而不能理解.

任何对RISC-V略知一二的人都可能会感到困惑,因为RISC-V International今天的官方立场是它的ISA是一个开放的规范,并且明确地不是开放源码的.

但自2010年RISC-V诞生以来,许多人称其为开源--包括RISC-V芯片设计师和该规范的其他拥护者.

Krste Asanović和David Patterson在2014年的论文《RISC-V的案例》中将ISA描述为开源,他们帮助指导了该架构的起源.

那篇论文[PDF]概述了为什么RISC-V将对芯片行业有利的原因,几乎完全将ISA简单地称为“开放”--很少使用任何一个“源”“标准”.

在RISC-V生命的早期,称其为开放源码是前RISC-V国际首席技术官马克·希梅尔斯坦告诉The Register,这并不是一个问题.

该项目起源于加州大学伯克利分校的并行计算实验室,经常被拿来与开源操作系统内核Linux相提并论.

许多最初的RISC-V CPU设计都是开源的.

当时,RISC-V世界接受与Linux的这种关联,允许它搭乘内核的尾巴.

而这种认为开放硬件意味着没有秘密,没有专有锁定,没有高额的许可和版税账单的想法.

尽管看似无害,但将RISC-V覆盖在开放源码的旗帜上却导致了不可预见的后果.

Himelstein事后感叹道:[RISC-V]的开放源码特征是自然的,但坦率地说,这是一个错误.

一旦RISC-V开始成熟并出现在商业应用中,称其为开源就不再有意义了.

像SiFive这样的工程公司采用了开放的RISC-V ISA,并在各种芯片的CPU核心中创建了它的非开源实现.

RISC-V国际首席执行官卡莉斯塔·雷德蒙德告诉The Register,“我们的社区依靠开放的合作、众多的贡献和我们社区的投资资源而蓬勃发展.

”在这方面,我们如何培养我们的技术成果与开源软件社区的运作方式之间有许多相似之处.

我们意识到这会造成混淆,因为标准和开放源码软件之间存在细微差别.

因此,我们齐心协力地更新我们的术语,以便在我们作为标准机构的工作中更加清晰和一致.

“,将RISC-V更明确地定位为开放规范而不是开放源码硬件的努力是在2022年底和2023年初的某个时候产生的.

“开放标准”一词被放在了前面和中心,希梅尔斯坦在2023年5月也做了同样的解释,概述了开源和开放标准之间的区别--声明RISC-V肯定是后者.

它的实现可以是开源的,也可以是商业的,并且是封闭的,但ISA本身就是一个批准的文件集合.

RISC-V国际组织没过多久就从澄清困惑转向对抗美国可能对该架构的出口禁令.

最初推动对RISC-V的制裁是在2023年下半年,当时国会的共和党和民主党议员在给商务部长吉娜·雷蒙多的一封信中表达了他们的担忧,即ISA是中国和其他敌对国家获得美国技术的门户.

“RISC-V是用于开发定制处理器的开源技术指令集,”备忘录中写道.

RISC-V允许中华人民共和国(PRC)使用开源架构来开发先进的芯片,而无需获得美国政府的许可.

例如,中国领先的人工智能公司Biren在商务部的实体名单上,据报道正在使用RISC-V技术.

RISC-V的倡导者抗议这种将ISA描述为“开源”的说法-在他们看来,这并不是一项需要禁止的明显技术.

The Register采访了RISC-V International和设计自己的RV兼容处理器的机构,他们几乎都认为制裁不仅会造成破坏和糟糕的宣传,而且或多或少是不可能执行的.

SiFive高级副总裁杰克·康解释说:“制裁RISC-V变得非常快,是不可想象的.

”由于RISC-V是一个开放的标准,而且已经在公开场合得到了很好的记录,因此不可能有效地禁止它并阻止中国使用该体系结构.

这基本上就像是对Wi-Fi或PCIe的禁令--这是社区中许多人使用的类比,包括RISC-V国际老板卡莉斯塔·雷德蒙.

此外,RISC-V中的RISC代表精简指令集计算机.

从本质上讲,RISC-V是一个小型ISA.

它的基本规范不超过50条指令,带有可选的扩展,可以引入更多指令类型.

这远远不如SET由竞争对手x86和ARM规范发布.

房车不是一个杂乱无章的建筑,也不是北京可以自由开发的重要蓝图,所以没有太多东西需要禁止--至少人们是这么认为的.

所有的魔力和技术都低于ISA,在个别的CPU核心实现中--其中一些是开源的,另一些不是.

Kang说:“关于RISC-V的发布的信息量少于关于ARM和x86的发布的信息量.

”另一个方面是,RISC-V International的总部设在瑞士,而许多RV CPU的设计工作都是在美国完成的,或者是山姆大叔能够接触到的.

至少可以说,看看ISA的出口管制如何在这种情况下发挥作用是很有趣的.

尽管许多RISC-V CPU内核一开始是开源的,但将他们的设计开源并不符合RISC-V公司的利益,因为这会允许竞争对手--包括中国的竞争对手--免费使用它们.

因此,尽管ISA仍然是开放的,但实现越来越封闭.

“SiFive的产品不是开源的,”Kang指出.

几乎所有的开源RISC-V CPU都是由研究人员和学者设计的,但像SiFive这样的企业几乎没有动力将具有商业竞争力的核心开源.

另一家RISC-V芯片设计公司Andes Technology表示同意.

“RISC-V更多的是一个每个人都在模仿的想法,”安第斯山脉的一位代表告诉The Register.

毫无疑问,RISC-V的存在确实为中国芯片设计者在处理器开发和软件生态系统方面提供了一个良好的起点.

Linux、各种工具链和其他代码已经移植到ISA.

但如果这些设计者想要追求人工智能和高性能计算,他们就得靠自己.

SiFive辩称:“区分‘开放标准’和‘开源’架构并不是一种偏爱.

”“这些术语规定了ISA的设计、使用和保护方式,这些术语之间存在根本性的差异.

”这甚至没有提到这样一个事实:中国很难规模化地生产先进芯片(通常定义为使用小于10 nm的工艺节点),而且很可能在未来数年内都难以做到这一点.

向政界人士传达这些观点,让他们在潜在的制裁面前让步一直是困难的.

部分问题是,这个话题相当技术性.

乍一看,开源和开放标准之间的区别可能看起来很小,多年来一直说RISC-V是完全开放和免费的,没有细微差别,这并没有帮助.

但这可能不仅仅是基本的困惑.

今年1月,《纽约时报》报道称,ARM正在游说政界人士限制RISC-V,ARM将RISC-V视为一个重要的竞争对手,双方都有这种感觉.

RISC-V International喜欢指出与使用ARM技术相关的许可费,以及ARM对其技术调整施加的限制.

RISC-V阵营中的人认为ARM昂贵且僵化,而ARM世界认为RISC-V分散、过于灵活,在设计和性能方面落后.

《登记册》采访的RISC-V行业中没有一个人可以肯定地说,ARM在政策制定者耳边窃窃私语--但他们都怀疑情况确实如此.

美国以某种方式制裁RISC-V的想法是荒谬的,但如果发生这种情况,对美国的伤害可能会比一些人想象的更严重.

它将扰乱那些对ARM和英特尔等公司构成竞争的企业,这将使片上系统设计者和用户的境况变得更糟,而中国仍在使用ISA.

像SiFive这样的私营企业将处于不利地位--但作为SiFive客户的NASA也会处于不利地位.

Kang认为:“如果人们不理解两者之间的区别,做出糟糕的政策决定可能会产生巨大的意想不到的后果,无论实际与否.

”可以避免制裁的最大保障措施之一是RISC-V增加其受欢迎程度和使用率.

“我们唯一能做的就是每年把RISC-V做得更大,”安第斯山脉的一位发言人建议说.

“它越大,就越难制裁.

”在没有制裁的情况下,R预计ISC-V将在未来几年扩大规模.

分析公司Omdia预测,人工智能和汽车行业将推动RISC-V芯片的采用,并估计到2030年,每年将生产近6亿个AI加速RV兼容的CPU内核.

总体而言,预计2030年各种RISC-V芯片的出货量将达到170亿片.

RISC-V还没有真正地为自己的生命而战.

无论是RISC-V International还是使用ISA的组织都不太担心拟议中的制裁-至少在拜登政府的领导下不是这样.

尽管商务部长雷蒙多现在正在调查去年两党联署的信函中提出的制裁措施,但康健并不认为这是任何将采取任何行动的迹象.

他认为,“商务部最近的信函采取了正确的方法,SiFive支持重新审查.

”他指的是商务部给立法者的这封信,承诺将审查可能的行动.

但围绕RISC-V的信息传递问题可能会持续更长一段时间--特别是随着它在美国和中国中越来越受欢迎.

情况并不危急,但要保持这种状态,从长远来看,坚持一致的信息是必要的.