芯片指令集在現(xiàn)代生活中為何重要?RISC指令集何以異軍突起并改變處理器設(shè)計(jì)的歷史?當(dāng)前最值得關(guān)注的指令集架構(gòu)是什么?近日,于深圳工業(yè)展覽館成功舉辦的RISC精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)40周年展覽——“RISC 40周年芯計(jì)展”解答了上述問(wèn)題。
這次展覽為全球范圍首次聚焦RISC精簡(jiǎn)指令集的展覽,由清華-伯克利深圳RISC-V 國(guó)際開源實(shí)驗(yàn)室(RIOS 實(shí)驗(yàn)室)主辦,并獲得了RISC創(chuàng)始人David ?Patterson教授、硅谷計(jì)算機(jī)博物館(Computer History Museum)的大力支持。
指令集是計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言詞匯集,是連接計(jì)算機(jī)硬件架構(gòu)和軟件生態(tài)之間的橋梁。四十年前,David ?Patterson教授提出了“精簡(jiǎn)指令集”(RISC)的概念,讓芯片指令集更簡(jiǎn)潔高效,從此改變了處理器設(shè)計(jì)的歷史。發(fā)展至今,99%的處理器都基于RISC,覆蓋各行各業(yè)。如今,RISC指令集發(fā)展到了更高效的第五代精簡(jiǎn)指令集——RISC-V。
在展覽上,珍貴的展品琳瑯滿目,吸引著參展觀眾的目光。沿著精美的藍(lán)白色展示墻一路前行,RISC誕生40年來(lái)的歷史畫卷便徐徐展開。通過(guò)豐富的芯片產(chǎn)品,參展人也親身見(jiàn)識(shí)到RISC指令集在芯片中的廣泛應(yīng)用以及芯片在現(xiàn)代生活中無(wú)處不在的地位。
展出至今,RISC精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)40周年展獲得了南方日?qǐng)?bào)、深圳晚報(bào)等多家媒體的專訪報(bào)道,受到深圳市民的廣泛關(guān)注。該展覽為期兩個(gè)月,目前尚在展。
RISC設(shè)計(jì)手稿故事專區(qū)
RISC創(chuàng)始人David Patterson教授亮相開幕儀式
近日,“RISC 40周年芯計(jì)展”開幕儀式在深圳工業(yè)博物館舉行。
深圳市委常委、市政府黨組成員鄭紅波,市委組織部副部長(zhǎng)張林,市工業(yè)和信息化局黨組書記、局長(zhǎng)余錫權(quán),一級(jí)調(diào)研員鄭璇,市科技創(chuàng)新委副主任黎慧來(lái),香港科技大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)系教授、深圳科創(chuàng)學(xué)院發(fā)起人李澤湘,清華大學(xué)副教務(wù)長(zhǎng)、清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院執(zhí)行院長(zhǎng)高虹等嘉賓出席了開幕式。
RISC40周年芯計(jì)展啟動(dòng)儀式
RIOS實(shí)驗(yàn)室主任David ?Patterson教授也通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連線的形式參與到了本次開幕儀式中來(lái)。David Patterson是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域享譽(yù)世界的科學(xué)家,因發(fā)明 RISC精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)計(jì)算機(jī)而獲得2017年圖靈獎(jiǎng)。正是David Patterson提出的RISC概念,使得計(jì)算機(jī)歷史迎來(lái)一次重大飛躍。
憑借更合理更簡(jiǎn)潔的微架構(gòu),RISC在性能上超越了傳統(tǒng)的CISC,并在最初的較量中迅速扎根,擁有了自己的一席之地。目前,99%的CPU處理器都在使用RISC。
在本次展覽上,RISC發(fā)明時(shí)Patterson教授的手稿也首次現(xiàn)世,觀眾得以近距離一窺計(jì)算機(jī)歷史長(zhǎng)河中的天才火花。開幕儀式上,David ?Patterson表示,盡管芯片和計(jì)算機(jī)行業(yè)已經(jīng)深度國(guó)際化,但全球合作仍存在壓力,希望開源能夠把全球集聚到一起,找到共同合作的領(lǐng)域,從而幫助到世界上每一個(gè)人。
這正是本次展覽的主辦方RIOS實(shí)驗(yàn)室一直以來(lái)的希冀。RIOS實(shí)驗(yàn)室全名為帕特森RISC-V國(guó)際開源實(shí)驗(yàn)室,在David Patterson教授直接領(lǐng)導(dǎo)下直通RISC-V大本營(yíng),依托清華-伯克利深圳研究院(簡(jiǎn)稱TBSI),持續(xù)推動(dòng)RISC-V發(fā)展。
展覽上,RIOS實(shí)驗(yàn)室展區(qū)的發(fā)展歷程以圖表形式娓娓道來(lái),就像一條藍(lán)色的河流緩緩向前。這也切合了RIOS實(shí)驗(yàn)室的寓意——像河流一樣匯聚來(lái)自全球的資源和智力,催生和孕育RISC-V生態(tài)的健康發(fā)展。
李澤湘教授與譚章熹博士探討RISC-V未來(lái)的發(fā)展
互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)獲學(xué)子好評(píng)
本次展覽是深圳市工業(yè)展覽館工業(yè)文化研學(xué)課堂的重要一站。每到周末,深圳的青少年學(xué)子便涌入展廳,徜徉在RISC的知識(shí)海洋里。
在解說(shuō)老師的帶領(lǐng)下,孩子們沿著精心設(shè)計(jì)的歷史長(zhǎng)廊,感受RISC誕生40年來(lái)的風(fēng)云激蕩:從RISC的橫空出世、最初與CISC的激烈較量,到群星璀璨的RISC架構(gòu)逐步成為主流,再到革命性開源芯片項(xiàng)目——第五代指令集RISC-V的誕生……關(guān)于RISC的歷史就這樣在一顆顆稚嫩的腦袋中生根發(fā)芽。
RISC誕生與發(fā)展的歷史長(zhǎng)河
透過(guò)一扇扇玻璃,學(xué)子們不僅近距離看到RISC40年一路走來(lái)的珍貴史料,還能看到多個(gè)芯片企業(yè)研發(fā)出的RISC產(chǎn)品,這也讓他們對(duì)RISC的認(rèn)識(shí)更加具象。正是這些芯片,支撐著現(xiàn)代生活的高效運(yùn)轉(zhuǎn),成為人們生活中不可或缺的存在。
展覽上,互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)使孩子們流連忘返。在這里,應(yīng)用RISC指令集的仿生貓栩栩如生,引人驚嘆,可編程機(jī)械臂也讓人嘖嘖稱奇。對(duì)這些展品的近距離接觸,更加深化了他們對(duì)RISC指令集的認(rèn)識(shí)。
研學(xué)課堂的青年學(xué)子參觀展區(qū)
人才是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大痛點(diǎn),青少年是科技人才的儲(chǔ)備力量。RIOS實(shí)驗(yàn)室希望能通過(guò)本次展覽,推動(dòng)大眾對(duì)于RISC以及開源開放的RISC-V創(chuàng)新發(fā)展的認(rèn)知,促使更多人參與到開源芯片設(shè)計(jì)的全球生態(tài)系統(tǒng)中。
RISC-V專區(qū)受矚目
本次展覽的一大亮點(diǎn)展區(qū)便是RISC-V專區(qū),這里也吸引了最多的目光。
RISC-V研學(xué)課程專家劉明博士帶領(lǐng)青年學(xué)子觀展
2010年,RISC指令集的發(fā)展迎來(lái)革命性的跨越——第五代指令集RISC-V在伯克利大學(xué)加州分校誕生。作為一種新興的精簡(jiǎn)指令集架構(gòu),相較于X86和ARM,其最大的優(yōu)勢(shì)便是完全開源,沒(méi)有授權(quán)限制。除此之外,RISC-V功耗低且體積小,又因?yàn)榧軜?gòu)簡(jiǎn)單、易于移植、模塊化設(shè)計(jì)等特性,而具備設(shè)計(jì)成本低的優(yōu)點(diǎn)。因此,RISC-V誕生以來(lái)便迅速扎根、擴(kuò)張。
今年6月,RISC-V International首席執(zhí)行官Calista Redmond在Embedded World上宣布,RISC-V架構(gòu)內(nèi)核的出貨量已經(jīng)達(dá)到100億個(gè)。從2010年至今,RISC-V用了12年達(dá)到這一成績(jī),而如今稱霸移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的ARM架構(gòu)曾經(jīng)花了17年才走到這一里程碑。
萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代,RISC-V迎來(lái)更大的發(fā)展機(jī)遇。憑借自身開源、低功耗、模塊化等特點(diǎn),RISC-V在提供高性價(jià)比和定制化的處理器產(chǎn)品時(shí)擁有天然的優(yōu)勢(shì),而這兩點(diǎn),也最為物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)所看重。Semico Research 研究結(jié)果顯示,預(yù)計(jì)到 2025 年,采用 RISC-V 架構(gòu)的芯片數(shù)量將增至624億顆,2018年至2025年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)146%。Counterpoint則預(yù)測(cè),到2025年,IoT將以28%的份額成為RISC-V占比最大的市場(chǎng)。
RISC-V的巨大潛力,還體現(xiàn)在中國(guó)實(shí)現(xiàn)高端芯片自主化的必經(jīng)之路上。作為開源項(xiàng)目,RISC-V遵從BSD協(xié)議,可以為任何組織機(jī)構(gòu)和商業(yè)組織使用,中國(guó)企業(yè)可以借助RISC-V大展拳腳,真正做到自主開發(fā),推進(jìn)芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。RISC-V更加明確的中立性則為中國(guó)企業(yè)推進(jìn)RISC-V相關(guān)領(lǐng)域研究吃下了一顆定心丸。
但中國(guó)要實(shí)現(xiàn)高端CPU完全自主可控仍有很長(zhǎng)的路要走,人才稀缺依舊是國(guó)內(nèi)RISC-V領(lǐng)域發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。主辦方RIOS 實(shí)驗(yàn)室發(fā)言人表示,這次展覽便是借助RISC40周年的契機(jī),以辦展的方式向更多的開發(fā)者、研發(fā)人員、以及對(duì)計(jì)算機(jī)感興趣的學(xué)生介紹RISC與集成電路,以期在更多人心中種下一顆RISC-V的種子?!包c(diǎn)滴努力匯聚成海,相信未來(lái)將會(huì)有更多行業(yè)人才參與到RISC-V的生態(tài)建設(shè)。”
RISC 40周年芯計(jì)展相關(guān)信息:
展期:2022年10月8日起2個(gè)月
開放時(shí)間:周二至周日 10:00-17:30(最后入場(chǎng)時(shí)間17:00)
地址:深圳市工業(yè)展覽館 3F
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