【深智書摘】全新、簡單且開放地免費指令集架構--RISC-V 架構誕生
閱讀時間約 5 分鐘
2010 年，加州大學柏克萊分校的實驗室專案需要一個易於實施的、高效的、可擴充的且與他人分享時不受限制的指令集，但當時沒有一個現成的指令集滿足以上需求。於是，在David Patterson 教授的支援下，Krste Asanovic教授和Andrew Waterman、Yunsup Lee 等開發人員一起建立了RISC-V 架構。
2014 年，該指令集架構一經公開，便迅速在全世界得到廣泛歡迎。
在開始閱讀本書前，請您先思考看看…
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- 您是否想用最短的時間熟悉並掌握 RISC-V 架構？
- 您是否想深入理解並使用一款免費可靠的開放原始碼 RISC-V 處理器和完整的SoC 平台？
如果您對上述任意一個問題感興趣，本書都將是您很好的選擇。
CPU的基礎知識、指令集架構的歷史
CPU 的全稱為中央處理器單元，簡稱為處理器，是一個不算年輕的概念。早在20 世紀60 年代第一款CPU 便已誕生了。嚴格來說，「處理器核心」（core）是指處理器內部最核心的部分，是真正的處理器核心；而「處理器」（CPU）往往是一個完整的 SoC，包含了處理器核心和其他的裝置或記憶體。但是在現實中，大多數文章往往並不會嚴格地區分兩者，時常混用，因此讀者需要根據上下文自行判別，體會其具體的含義。
經過幾十年的發展，到今天為止，幾十種不同的CPU 架構相繼誕生或消毀。什麼是CPU 架構？下面讓我們來探討區分CPU 的主要標準—指令集架構（Instruction SetArchitecture，ISA）。
指令集架構主要分為複雜指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）架構和精簡指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）架構。
RISC-V架構及其特點
RISC-V（英文讀作「risk-five」）架構主要由美國加州大學柏克萊分校的Krste Asanovic 教授、Andrew Waterman 和Yunsup Lee 等開發人員於2010 年發明，並且獲得了電腦系統結構領域的泰斗David Patterson 的大力支持。RISC-V 是一種全新的指令集架構。「V」包含兩層意思，一是這是加州大學柏克萊分校從RISC I 開始設計的第五代指令集架構；二是它代表了變化（variation）和向量（vector）。
加州大學柏克萊分校的開發人員之所以發明一套新的指令集架構，而非使用成熟的x86 或ARM 架構，是因為這些架構經過多年的發展變得極複雜和冗繁，並且存在著高昂的專利和架構授權問題。修改ARM 處理器的RTL 程式是不被支援的，而x86 處理器的原始程式碼則根本不可能獲得。其他的開放原始碼架構（如SPARC、OpenRISC）均有著或多或少的問題（詳見第本書2章），所以加州大學柏克萊分校的教授與研發人員決定發明一種全新的、簡單且開放免費的指令集架構，於是RISC-V 架構誕生了。
RISC-V的可擴充性，訂製一款輔助處理器
RISC-V 通用架構的基礎上實現領域特定加速器，這也是RISC-V 架構相比ARM 和x86 等主流商業架構的最大優點。RISC-V 架構的可擴充性表現在以下兩個方面：預留的指令編碼空間，以及預先定義的指令。
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RISC-V是一個開放、開放原始碼的架構，人人都可獲取，因此，企業、學校和個人都可以積極參與相關的研發。基於RISC-V的晶片產品源源不斷地被推向市場，晶片行業蓬勃發展。這樣的發展勢頭終將推動RISC-V成為ISA領域的一項開放標準。
在CPU世界，大型商業機構掌握了處理器的設計，使得我們也必須屈從於封閉式的CPU架構。這也是為什麼目前個人電腦只有AMD和Intel兩家可以選擇。然而在RISC-V的出現，我們終於嗅到了CPU世界的自由氣息。這個完全開放的CPU架構，讓你我可以直接使用，並且用於個人使用甚至是商業使用。
本書以著名的蜂鳥系統為基礎，讓你可以真的動手進入RISC-V架構的設計，就像Linux剛出來時一樣，這個完全自由的架構，讓我們在各行各業都能設入自己的低功耗、高性能產品。三國鼎立就是現在，動手設計屬於你自己的CPU，從本書開始。
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本文取自深智數位出版之〈三國鼎立唯一開源CPU架構 - RISC-V處理器設計快速上手〉
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指令集是電腦處理器（CPU）執行計算和控制系統的核心指令集合。本文介紹了指令集的重要性，以及複雜指令集和精簡指令集的主要特徵和差異。CISC允許單一指令執行多個操作，適合早期軟體設計，而RISC則強調指令的簡化和流水線處理，適用於現代處理器架構。透過這些比較，本文為理解當今計算機架構奠定了基礎。
“所有人寫的程式會變成指令
每一道指令是由CPU執行
而CPU所能理解的指令類型有限”
本文章介紹了CPU架構的三大類型：ARM、x86和RISC-V。著重介紹了它們的特點和市場應用情況，並提到了Nvidia採用RISC-V架構的發展經過，以及ISA的定義和重要性。
『萬物藍圖』這本書是關於 Arm 架構的故事。Arm 架構以高效低功耗的精簡指令集技術和開放授權模式著稱，廣泛應用於手機、平板電腦等電子產品。憑藉行動裝置市場的興起和與蘋果、諾基亞等公司的合作，Arm 成為晶片設計的領導者，佔據智慧型手機市場99%的份額。
NVIDIA、Intel、Tenstorrent和RISC-V在AI半導體領域的競爭和合作。Intel在AI領域推出了一系列產品，Tenstorrent和Rapidus合作開發新技術，而RISC-V開放源碼指令集架構也受到了廣泛關注。這些內容都展示了AI半導體市場的技術革新和競爭激烈的情況。
AMD 從一個小公司逆風翻盤,經歷了多次起起伏伏,最終在蘇姿豐的帶領下重新崛起,成為與英特爾分庭抗禮的晶片巨頭。AMD 通過推出高性能 Zen 架構的 CPU 產品,以及在數據中心和 AI 領域的戰略佈局,成功擴大了市場份額,並實現了股價的百倍增長。
筆記-2024.03.16-曲博 財訊訪談-談ARM
*處理器的兩種架構：
精簡指令集RISC
複雜指令集CISC，
*CPU為複雜指令集，運算能力較強，缺點是較耗電。
*ARM，為精簡指令集，運算效能較差，但較省電，屬於微處理器(MPU)。
*英特爾稱霸電腦用CPU，
然而手機較看重
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年後的這期我們來聊晶片設計公司安謀（Arm），這是我目前寫過最有挑戰性的一家公司。
不僅是業務牽涉許多晶片設計專有技術外，它也是一家商業模式很特別的公司。不像是過去聊的軟體公司大多走的是訂閱制等，他們採取的商模是智慧財產權。
除此之外，安謀的創業歷程也極為曲折。原先這個晶片
安謀是做什麼的？
簡單來說，安謀做的是授權科技的生意。
安謀，英文ARM的縮寫是Advanced RISC Machines。
RISC代表「精簡指令集計算機」（Reduced Instruction Set Computer）。
它是一種處理器架構設計，旨在通過簡化指令
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