Python、Java、C++……自计算机发明以来的大约70年里，人类发明了许多编程语言来命令晶体管执行我们的命令。这些语言主要是英语单词和数学符号的混合，但是笔记本电脑CPU中的硅开关本身并不理解单词“for”或符号“=”。
为了让芯片执行Python代码，软件必须将这些单词和符号翻译成芯片可以使用的指令。工程师指定特定的二进制序列来提示硬件执行某些操作。例如，代码“100000”可以命令芯片将两个数字相加，而代码“100100”可以要求芯片复制一段数据。这些二进制序列构成了芯片的基本词汇，即计算机的指令集。
多年来，芯片行业一直依赖于各种专有指令集。目前市场上主要有两种类型：x86、Arm。公司必须许可这些指令集，但单个设计就可能花费数百万美元。由于x86和Arm芯片使用不同的语言，软件开发人员必须开发一个版本的相同应用程序来适应每个指令集。
最近，世界各地的许多硬件和软件公司开始围绕一个公开可用的指令集——RISC-V，这是一个可能从根本上改变芯片行业的转变。RISC-V的支持者说，这种指令集使小公司和初露头角的企业家从昂贵的许可费中解放出来，更容易获得计算机芯片设计。
“已经有数十亿个基于RISC-V的内核，从耳塞到云服务器，无所不包，”支持该技术的非营利组织RISC-V International的首席技术官Mark Himelstein说。
2022年2月，英特尔自己承诺投资10亿美元开发RISC-V生态系统，以及其他优先事项。虽然Himelstein预测RISC-V芯片在个人电脑中普及还需要几年时间，但第一台采用RISC-V芯片的笔记本电脑Xcalibyte和Deep Computing生产的Roma笔记本电脑，已于2022年6月份开始接受预购。
什么是RISC-V？
你可以把RISC-V(读作“risk five”)看作是计算机芯片的一套设计规范，就像蓝牙一样。它被称为“开放标准”，这意味着任何人——你、我、英特尔——都可以参与这些标准的制定。此外，任何人都可以根据RISC-V指令集设计计算机芯片。这些芯片将能够执行任何为RISC-V设计的软件。注意，基于“开放标准”的技术不同于“开源”技术，开放标准通常指定技术规范，而“开放源代码”通常指源代码可免费参考和使用的软件。
加州大学伯克利分校的一群计算机科学家在2010年开发了RISC-V基础，作为芯片设计的教学工具。专有中央处理器(CPU)对于学生来说太复杂和不透明了。RISC-V创造者将指令集公之于众，2015年包括谷歌和IBM在内的一批学术机构和公司成立了RISC-V International，对指令集进行标准化。
芯片行业的下一步？
RISC-V最基本的版本仅由47条指令组成，例如从内存中加载一个数字和将数字相加的命令。然而，RISC-V也提供了更多的指令，称为扩展，使之有可能添加一些功能，如运行人工智能（AI）算法的矢量数学。
有了RISC-V，你可以设计一个芯片的指令集来满足需要，这“给了定制应用驱动硬件的自由”，比利时Imec研究所的Eric Mejdrich说，Imec是一个专注于纳米电子学的研究所。
以前，需要CPU的公司一般会购买现成的芯片，因为从头设计太昂贵和耗时。特别是对于简单的设备，如报警器或厨房电器，这些芯片通常有额外的功能，这可能会降低设备的功能或浪费电力。
Himelstein将总部位于中国的耳塞公司Bluetrum作为RISC-V的成功故事。耳塞不需要太多的计算能力，该公司发现它可以设计使用RISC-V指令的简单芯片。“如果他们没有使用RISC-V，要么他们将不得不购买一个比他们想要的更多能力的商业芯片，要么他们将不得不设计他们自己的芯片或指令集，”Himelstein说。“他们两个都不想要。”
Mejdrich说，RISC-V有助于降低芯片设计的门槛。RISC-V支持者还提供关于如何基于RISC-V构建CPU的公共研讨会，设计自己的RISC-V芯片的人现在可以提交这些设计，通过谷歌、半导体制造商SkyWater和芯片设计平台Efabless之间的合作免费制造。
总部位于美国湾区的初创公司Ventana Micro Systems的首席执行官Balaji Baktha为数据中心设计基于RISC-V的芯片。他说，他们所做的设计改进——仅仅因为开放标准提供的灵活性才有可能——使这些芯片能够以更少的能量更快地执行计算。根据国际能源署的数据，2021年，数据中心约占全球总耗电量的1%，这一数字在过去几年中一直在上升。Baktha说，RISC-V芯片有助于显著降低这种足迹。
然而，英特尔和Arm芯片仍然很受欢迎，目前还不清楚RISC-V设计是否会取代它们。公司需要转换现有软件以兼容RISC-V(Roma支持大多数版本的Linux，该操作系统于20世纪90年代发布，帮助推动了开源革命)。Mejdrich说，RISC-V用户将需要注意“使生态系统分叉”的情况发生——例如，如果有人开发了一个版本的RISC-V，该版本变得流行后与原版设计的软件不兼容。
RISC-V International必须应对地缘政治紧张局势，这与该非营利组织的开放理念不符。他们最初总部位于美国，面临立法者的批评，即RISC-V可能导致美国失去在半导体行业的优势，并使中国公司更具竞争力。为了避免这些紧张局势，这家非营利组织于2020年迁至瑞士。
展望未来，Himelstein说这场运动将从Linux中汲取灵感。RISC-V有望让更多的人将他们对新技术的想法带入生活。最终，你会看到更多创新产品。
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