RISC-V ne ölçüde geliştirildi? Kaydedilebilenler kaydedilir! Ek: RISC-V neden Çin'in IoT çipleri için bir karşı saldırı fırsatıdır?
Konferans önerisi
RISC-V, RV32E'nin RV32I'nin bir alt kümesidir ve ayrı olarak hesaplanmadığı Tablo 1'de gösterildiği gibi, üç temel komut seti ve altı genişletilmiş komut seti içeren tipik bir üç işlenen, yük depolama RISC mimarisidir.
Bunlar arasında, RV32I komut setinde yalnızca 47 komut bulunur, ancak modern işletim sistemlerinin temel gereksinimlerini karşılayabilir.47 komut, işlevlerine göre aşağıdaki kategorilere ayrılabilir.
(1) Tamsayı işlem talimatları: aritmetik, mantık, karşılaştırma ve diğer işlemleri uygulayın.
(2) Şube nakil talimatları: Koşullu nakil, kayıtsız nakil ve diğer işlemleri gerçekleştirir ve gecikme süresi yoktur.
(3) Yükleme ve kaydetme talimatları: Tümü yazmacı göreceli adresleme kullanarak bayt, yarım kelime ve kelimelerin yükleme ve saklama işlemlerini gerçekleştirin.
(4) Kontrol ve durum kaydı erişim talimatları: atomik okuma-yazma, atomik okuma-değiştirme ve sistem kontrolü ve durum kayıtlarına atomik okuma-temizleme gibi işlemleri gerçekleştirir.
(5) Sistem çağrısı talimatı: sistem çağrısı, hata ayıklama ve diğer işlevleri gerçekleştirin.
Talimat biçimi
Önce talimat formatına bir bakalım, bu format tam bir karmaşa Bu resme bakınca obsesif-kompulsif bozukluğum anında kayboldu. Düzenli komut kodlama sadece obsesif-kompulsif bozukluğu olan hastaları rahat ettirmek için değil, aynı zamanda işlemciyi rahat ettirmek içindir.Komutlar ne kadar düzenli olursa, kod çözücünün ihtiyacı o kadar az kapı gerektirir, yonga alanı o kadar küçük ve işlem hızı o kadar hızlıdır.
Anında çıkarma yok mu?
Sadece addi var ve subi yok, peki ya çıkarma? Hem matematiksel hem de prosedürel olarak x-y, x + (-y) 'ye eşdeğerdir; bu, çıkarmayı toplamaya dönüştürebileceğiniz, çıkarılan sayıyı negatif bir sayıya dönüştürebileceğiniz ve ardından toplamı elde etmek için çıkarılan sayıyı ekleyebileceğiniz anlamına gelir. Çıkarma ile aynı işlev. Bu prensibe dayanmaktadır, RISC-V anında çıkarma değil, sadece anında toplama sağlar.Eğer hemen çıkarmaya ihtiyacınız varsa, derleyicinin anlık sayıyı negatif bir sayıya dönüştürmesi için sorun çıkarmanız ve ardından toplamayı kullanmaya devam etmeniz gerekecektir. RISC-V'nin anlık sayıları işaretli sayılar olarak değerlendirmesinin nedeni budur.
x0 basitleştirilmiş komut seti
X0 yazmacının tanıtılmasıyla, birçok özel talimat, çözülecek işlenenler olarak normal komutlar artı x0 kullanır. Talimatların sayısı büyük ölçüde azaltılır ve talimatların sayısı azalır, böylece bu işlemcinin kod çözme devresi basitleştirilir.
32 bit sabit
Daha önce kullanılan ARM işlemciler, ARM, sabit havuzdaki anlık sayılarla temsil edilmeyen sabitleri depoladı ve daha sonra bunları PC ile ilgili LDR talimatları ile kayıtlara yükledi. RISC-V sabitleri komutlarla tamamen birleştirilmiştir, herhangi bir Yükleme komutu gerekmez.Yükleme komutunu kullanmanın ek erişim döngüleri gerektirdiğini bilmelisiniz. Tek bir RISC-V komutu, 12 bitlik işaretli bir sabiti temsil edebilir ve 12 bitten fazlasını sentezlemek için iki komuta ihtiyaç vardır. Talimatlardan biri lui'dir. Lui komutu, sabitin yüksek 20 bitini yükler ve düşük 12 bit, ek komutla eklenebilir.Tabii ki, bu işlem derleyicinin anlık değerin ne olduğunu dikkatlice hesaplamasını gerektirir, çünkü ek komut yürütülür. Hesaplamaya katılmadan önce 12 bitlik anlık değerin 32 bitlik işaretli bir sayıya işaretli olarak genişletildiği imzalı bir eklemedir. ARM sabit yükü 8 bayt, bir komut + bir sabit gerektirir; RISC-V sabit yük ayrıca 8 bayt, iki komut gerektirir. Kullanılan program alanı aynıdır.
Yalnızca küçüktür ve büyüktür veya eşittir
RISC-V karşılaştırma atlama komutları yalnızca blt ve bge'ye sahiptir, yani yalnızca küçüktür ve eşittir. Gereksizden daha büyük veya daha küçük mü? Aynı zamanda gereklidir, ancak RISC-V, blt karşılaştırmasında yer alan iki işlenenin konumlarını değiştirmek için çok akıllıca bir yol kullanır ve sonra bgt vardır ve bge karşılaştırmasında yer alan iki işlenenin konumlarını değiştirir. Kan ile. Ne güzel bir yol. İkisi sözde talimat olan dört talimatın işini gerçekleştirmek için iki talimat kullanılır ve yalnızca iki gerçek talimat vardır.
Derleyicinin daha fazlasını yapmasına izin verin
Benim RISC ile ilgili anlayışım şu: İşlemci mümkün olduğunca az yapmalı ve derleyici mümkün olduğunca çok yapmalıdır. Sonuçta bu çok makul, derleme sayısı infaz sayısından çok daha az. Yukarıdaki paragraflarda derleyici tarafından yapılacak çok işten ve derleyicinin işlemcinin tasarımını basitleştirmek için yapması gereken işin başka bir örneğinden bahsedildi.
B-tipi, karşılaştırma atlama komutlarının formatıdır, J-tipi, uzun atlama veya fonksiyon çağrısı komutlarının formatıdır. Anlık sayılarının sırasına dikkat edin. Derleyici tasarımcısına biraz sempati duyuyorum.Bunun nesi yanlış? Spesifik olarak, buradaki anlık değeri doldurmak bağlayıcının işi olmalıdır. Hemen ofset adresini bu şekilde yerleştirmenin amacı, işlemcinin tasarımını basitleştirmektir, ancak bu derleyiciye açıkça iş ekler.
Diğer ihmal edilen talimatlar
Ayrıca nop, move, not ve neg gibi atlanmış birçok yaygın kullanılan komut da vardır. Elbette bu, bu işlevlerin kullanılamadığı anlamına gelmez. Tüm bu işlevler kullanılabilir, ancak bunlar gibi diğer komutlarla eşdeğer şekilde uygulanırlar. Not komutu, xori rd, rs, -1 ile gerçeklenir. Bu tür talimatları her gördüğümde, Berkeley tanrısına hayran oluyorum.
sonuç olarak
Kaydedilebilecek tüm talimatlar kaydedilir. Derleyicinin, derleyicinin yapabileceği her şeyi yapmasına izin verin. Kesinlikle modern.
Konferans önerisi
Ek: RISC-V neden Çin'in IoT çipleri için bir karşı saldırı fırsatıdır?
X86 mimarisi masaüstü ve sunucu pazarlarına hitap etse ve Arm mobil alana hakim olsa da, RISC-V gömülü uygulamalar ve özelleştirmenin gerekli olduğu yerler için çok uygundur. "Bunu performansı optimize etmek veya Nesnelerin İnterneti'ni (IoT) optimize etmek için kullanabilirsiniz. Açık kaynağın gücü şaşırtıcı - gerçek şu ki komut seti mimarisi açık ve dondurulabilir, bu da tasarımcıları getirebilir En iyi esneklik ve güç tüketimi. "
Uygulama senaryolarındaki her değişiklik, yeni teknolojik platform değişikliklerini doğuracak ve aynı zamanda yeni kurumsal devleri yetiştirmek için bir fırsattır. Şimdi Bell düğümünün devreye girme zamanı .. Nesnelerin İnterneti çağının gelişi yeni bir sistem mimarisi gerektirecek. Bilgi işlem platformundaki bu teknolojik değişim için fırsatı yakalayabilir miyiz?
Nesnelerin İnterneti'nin ilk aşamasındaki gömülü sistem endüstrisinde, ARM'ın işlemci mimarisi şu anda daha sık kullanılmaktadır.Veriler, gömülü alandaki sistem tasarımlarının% 75'inin ARM'in mikroişlemci mimarisini kullandığını göstermektedir. ARM, ARM'ye ait bir azaltılmış komut seti (RISC) işlemci mimarisidir.Enerji tasarrufu özellikleri nedeniyle mobil iletişim ve gömülü sistem tasarımı için çok uygundur, bu nedenle mobil İnternet ve gömülü sistemler alanında ana akım haline gelmiştir. ARM tarafından benimsenen iş modeli, IP yetkilendirmesidir. Mimari yetkilendirmesinin üç modu vardır: mimari seviyesinde yetkilendirme, çekirdek seviyesinde yetkilendirme ve kullanım seviyesinde yetkilendirme. ARM yetkilendirmesini aldıktan sonra, ARM mimarisi büyük ölçüde değiştirilebilir. Yetki yalnızca kullanılabilir ancak değiştirilemez.
Nesnelerin İnterneti'nin bir diğer yükselen yıldızı ise, David Peterson (2017'deki iki Turing Ödülü kazananından biri) ve 2010'da Berkeley'deki California Üniversitesi'nden Krste Asanovic tarafından yönetilen açık kaynaklı bir talimat seti sistemi mimarisi olan RISC-V'dir. Komut setinin açık kaynağı ve CPU tasarım IP'si, bilgi işlem platformu yongalarının tasarım ekolojisini büyük ölçüde değiştirdi. RISC-V, Western Digital, Nvidia, Google ve diğer Silikon Vadisi devleri de dahil olmak üzere RISC-V Vakfı tarafından yönetilmektedir ve diğer Silikon Vadisi devleri RISC-V Vakfı'na katılmıştır. Ücretsiz ve açık kaynaklı olduğu ve esnek bir şekilde değiştirilebildiği ve yeni özellikler ekleyebildiği için, RISC-V giderek daha fazla teknoloji şirketini benimsemeye çekiyor. IPnest'in araştırmasına göre, ARM'nin IP lisanslama geliri 2017'de% 6,8 düştü, bunun nedenlerinden biri RISC-V'nin rekabete katılmasıydı.
RISC-V, Çin için bilgi işlem platformu yonga endüstrisini geliştirmek için yeni bir fırsat.Çin, RISC-V'yi ele geçirebilirse, IoT yonga endüstrisinde bir karşı saldırı gerçekleştirme fırsatına sahip olacak. Şu anda Silikon Vadisi'nde, giderek daha fazla sayıda start-up RISC-V'yi benimsiyor ve RISC-V, küçük şirketler için çok uygun.Ücretsiz olmasının yanı sıra, değişiklikleri çevreye yüklemek gerekli değil. Ancak bunun hem avantajları hem de sorunları vardır.Herkes yükleme yapmadan değişiklik yapabildiğinden, parçalanma sorunuyla yüzleşmek kolaydır ve yaygın olarak kabul gören bir genel hesaplama platformu oluşturmak zordur. Büyük bir şirket devralırsa, geliştirme kaderi biraz o zamanki Android'inkine benzer. Google'ın devralması ve kontrolü sayesinde Android, sürekli gelişimi ve standartlaştırılmış standartları koruyabilir. RISC-V'nin ivmesi artıyor.Eğer Çin, RISC-V'yi güçlü bir şekilde desteklerse ve aralarında açık kaynağa en büyük katkı sağlayan kişi olursa, ortaklaşa "açık kaynak mimarisi" RISC-V'ye dayalı bir çip kamu hizmeti platformu oluşturacak ve bunu yurtiçi ve yurtdışındaki kullanıcılara sunacaktır. Yazılım ve donanım tasarımı için çeşitli kamu hizmetleri. Bu mimariyi kontrol etmek için ücretsiz ve verimli hizmetler yoluyla Çin, takip eden ve teknolojiyi benimseyen bir aktif destekçi ve kurucuya dönüşerek Çin'in hakim olduğu, şeritleri değiştiren ve sollayan bir "Nesnelerin İnterneti Çip Ekosistemi" oluşturacak. Nesnelerin İnterneti çağında bir karşı saldırı var. Ayrıca, önceki Bell'in hukuk deneyimine dayalı olarak, yeni bilgi işlem platformu ekosistemi kurulduğunda, önceki nesil bilgi işlem platformlarının pazar payını "geriye" alacaktır. Çin liderliği ele geçirebilirse, IoT bilgi işlem platformlarının trendine öncülük edebilecek, tamamen bağımsız fikri mülkiyet haklarına (bilgi güvenliği mekanizmaları dahil) sahip olacak ve diğer alanlardaki yongalara genişletilebilecek. Bu şekilde, X86 ve ARM ile üç ayaklı bir durum oluşturması ve artık başkaları tarafından kontrol edilmemesi bekleniyor.
Şu anda, RISC-V, ARM teknolojisini dengelemek için yalnızca açık kaynağın avantajlarına güvenebilir ve Nesnelerin İnternetinin hızlı gelişimi RISC-V'ye nadir bir fırsat verdi. Teknolojik avantajlarına güvenen RISC-V'nin endüstri ve ekolojide ARM ile rekabet edeceğine inanıyorum.
Çin, 2017'de sistem mimarisi olarak ARM ile yaklaşık 30 milyar yuan IoT yongası ithal etti. Birkaç yıl içinde IoT yongalarına yönelik küresel talebin 200-300 milyar RMB olacağı tahmin ediliyor. Kendi sistem mimarimiz ve ekosistemimiz varsa, Çinin yonga endüstrisi yalnızca Çinin akıllı üretim ihtiyaçlarını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda ihracat da yapabilir. Cipsler, bu 300 milyar yuan'ın önemli bir kısmını işgal ediyor.
Orijinal kaydı okumak için tıklayın
