隨著這些年的發(fā)展，RISC-V的受重視程度與與日俱增。這主要因?yàn)樗敲赓M(fèi)的、靈活的，并且速度很快。這使RISC-V成為許多開發(fā)人員的安全便捷選擇。但是您會認(rèn)為RISC-V是通用RISC處理器還是定制的隨心所欲處理器？

但答案是兩者都是！然而這是一個悖論。

起初，RISC-V是一種溫和的RISC方案，但是隨著其發(fā)展，RISC-V演變成超級處理器！換而言之，它可以像您希望的那樣平淡無奇或令人興奮，這是其他CPU供應(yīng)商也試圖實(shí)現(xiàn)的一種技巧。

可定制的處理器似乎是世界上最愚蠢的想法。

一方面，處理器生態(tài)系統(tǒng)在兼容性方面蓬勃發(fā)展。如果每個CPU都不相同，則不能開發(fā)編譯器、調(diào)試器、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和中間件，甚至不能生產(chǎn)高效的程序員。沒有兼容性，我們最好通過焊接導(dǎo)線和換掉硬件來創(chuàng)建程序。CPU的指令集——固定的指令集其實(shí)就是軟件的組成部分。這種兼容性推動了更多軟件的成長，更多的工具推出和更多CPU銷售的良性循環(huán)。

但從另一個角度看，通用CPU很無聊。負(fù)載會隨著時間而變化，并非每個程序員都需要相同的功能集。我們很多人不需要浮點(diǎn)運(yùn)算。有些需要位操作指令。其他人則需要Linux支持或矢量操作，或者需要進(jìn)行奇怪的表查找和內(nèi)插（ interpolate ）的東西。

古怪（Oddball）的指令可以有很大的不同，它在如何執(zhí)行處理器方面擁有非常大的差異。游戲玩家在爭論一個Intel CPU與另一個AMD處理器的相對優(yōu)點(diǎn)時，這兩者幾乎是相同的芯片，相差僅百分之幾。將如果將其與低端DSP、高端ARM、PowerPC或x86設(shè)計的方式進(jìn)行比較，兩者之間的差異非常明顯。由此可見，架構(gòu)和指令集確實(shí)很重要。

問題是，當(dāng)您偏離通用路徑時，將失去兼容性，并且失去軟件支持。指令并不能被RISC編譯器忽略，它們只是浪費(fèi)多余的硬件。只有匯編語言程序員或愿意編寫編譯器內(nèi)部函數(shù)的程序員才能利用這種額外的能力。除非您調(diào)整基準(zhǔn)，但這又有什么意義？

RISC-V占據(jù)中間位置，并定義了所有處理器共享的基本指令集，以及一組可選的附加模塊。您要浮點(diǎn)數(shù)嗎？我們已經(jīng)設(shè)計，定義，創(chuàng)建和提供了所有功能。在RISC-V上執(zhí)行FP的每個人都以相同的方式進(jìn)行操作，因此編譯器編寫者很高興，因?yàn)槟拇a或多或少具有可移植性。

除了這些半標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)之外，您還可以分支并創(chuàng)建自己的完全自定義的指令。畢竟，這是一個開放源CPU規(guī)范，因此沒有人可以阻止您。如果愿意，您甚至可以嘗試將自己的作品賣回社區(qū)。

其實(shí)，可定制的指令集在之前已經(jīng)完成，并且它們大部分都可以工作。例如Synopsys和Cadence的ARC和Tensilica都允許用戶級定制。它們的工作方式是，當(dāng)用戶為特定的應(yīng)用程序編寫有用的新指令時，他們確實(shí)確實(shí)看到了性能的大幅提高或功耗的降低。雖然這并不總是一個簡單的過程，但是它是有效的。但這種選擇帶來的缺點(diǎn)是自定義軟件支持有限，并且與其他任何芯片都不兼容。

當(dāng)然，后一個特征實(shí)際上可能是一個優(yōu)勢。因?yàn)橐苍S你希望混淆你的代碼并避免逆向工程。為此你只需在處理器中添加一些奇數(shù)指令，然后在整個軟件中自由使用它們即可。自定義指令的功能甚至都無關(guān)緊要。關(guān)鍵是其他任何人都不知道。

當(dāng)然，真正的重點(diǎn)是在代碼中找到熱點(diǎn)（ hotspots ）并創(chuàng)建自定義指令以加速它們。也許您在邁步時做了大量的存儲工作；自定義加載/存儲對可能會有所幫助。重復(fù)的比特旋轉(zhuǎn)（bit twiddling）可能會壓縮（condensed ）為一個特殊用途的操作等等。

即使有可能，但刪除指令也沒有什么意義。每個CPU都需要基準(zhǔn)指令才能進(jìn)行操作。當(dāng)然，您可以通過很少的指令來解決問題，但這主要是出于學(xué)術(shù)目的。RISC-V和其他設(shè)計在過去20年中使用的核心集包括基本加法，減法（有時只是負(fù)加法），邏輯運(yùn)算和條件流控制（conditional flow control.）。所有這些都是有用的，并且在硬件中實(shí)現(xiàn)它們都不復(fù)雜。這意味著，它們從來都不是性能瓶頸，因此刪除它們并不會帶來任何的提升。

在另一個極端，你有一個像英特爾的瘋狂的、復(fù)雜的Ice Lake 微架構(gòu)，它擁有數(shù)以百計的指令，但很少會使用很多的。這種巴洛克式的指令集不僅使芯片變得臃腫。復(fù)雜的CPU具有復(fù)雜的互連，大型總線和多個時鐘域。這與RISC-V相距甚遠(yuǎn)，即使安裝了可選的增強(qiáng)功能也是如此。

MIPS架構(gòu)允許用戶自定義已有多年，但ARM堅(jiān)決抵制這種趨勢。其他一些則位于中間，大多數(shù)只允許非常有限的調(diào)整。從這個意義上講，RISC-V是更為開放的處理器之一。

隨著RISC-V的激增，確定CPU正在執(zhí)行和未執(zhí)行的操作將變得越來越困難。每個人都可以自由定制，并且許多RISC-V設(shè)計師已經(jīng)擁有了這樣的想法。除了核心指令集和一個或兩個流行的擴(kuò)展之外，我們還將看到庫存CPU和自定義hot rods之間還有很大的差距。

它們在某種程度上都將是RISC-V，但卻大不相同。
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