IBM開源Power架構指令集，欲在RISC-V生態成熟前搶佔市場_風聞
TechEdge科技边界-2019-08-27 23:07
Power架構在高性能計算領域一直擁有相當重要的地位，然而市場參與者太少，基本上就是IBM自己在玩，雖然在不少技術特性方面可和英特爾一較高下，但巧婦難為無米之炊，截至目前為止，其在相關市場的佔有率也不過在1%左右。
過去Power架構的指令集是開放查閲與參考的，但如果要實際使用到產品上，仍然需要向OpenPower基金會進行授權，並且支付版税。
而這次所謂的開放，就是要效法RISC-V，在指令集層級的使用方面完全免除版税的支出。另一方面，為了強調Power架構在周邊IP的完整性，同時讓指令集授權可以更快速轉換成可商用落地產品，除了開放原始碼的Power架構之外，IBM 還將提供多種其它技術，包括 Power架構 的軟核實現（softcore implementation）、與架構無關的開放式相干加速處理器接口（OpenCAPI）、以開放式內存接口（OMI）的參考設計。
隨着IBM向OpenPOWER基金會提供了POWER架構許可，開發者可藉此確保在 Power 上運行的軟硬件的協同定義，鼓勵他們構建新的硬件、藉助領先的企業功能來處理數據密集型工作負載、為 AI 和混合雲創建新的軟件應用程序、並獲得獨特的硬件優勢。
據官方説法，IBM已經為開源社羣貢獻了一個新開發的軟核，並將其安裝在Xilinx FPGA上運行。這一軟核實現也在前不久的北美OpenPOWER峯會上得到展示。此外，OpenCAPI 和 OMI 技術也有助於最大化處理器和連接設備之間的內存帶寬，對於克服 AI 等新興工作負載的性能瓶頸至關重要。
如果使用了Power架構，基本上IBM也把設計Power架構處理器的一切資源或參考設計都開放給芯片開發者，這包含了高速緩存、分支預測和推測執行引擎、硬件控制器、中斷邏輯、權限管理、存儲器管理單元、互連、時鐘和電功率調節器等，開發者可以從這些套件為基礎再去定製自己的處理器產品，這種開放意義也會更大更好。
畢竟，中小型規模的芯片設計業者很難有足夠的資源從指令集去開發出一款複雜的處理器架構。
同時，這也是和RISC-V進行區隔的有力策略，目前RISC-V基本上都被用來實現簡單的低功耗計算架構，尚沒有任何複雜高性能架構的商用化成功案例。而Power架構一直以來都在高性能計算領域耕耘，即便市佔不高，但擁有的生態資源也不是RISC-V所能相提並論。
雖然佔優勢，但IBM不想只守在高性能計算領域，而是希望能夠打入更廣大的嵌入式計算領域，以成熟完整架構為基礎進行的授權形式，能帶給業者更好的商用化能力。
另外，在這邊也需要澄清一下，OpenPower基金會雖然過去也強調是針對Power架構推動開放的計算生態，但實際上，過去他們的開放式集中在固件和軟件系統，處理器的指令集架構並沒有包含在內。通過與Linux基金會的合作，在硬件與軟件生態同步推動，意欲摘下RISC-V剛萌發的嫩芽。
前不久阿里巴巴旗下的平頭哥發佈了基於RISC-V的高性能IP玄鐵910，説高性能是相對的，畢竟RISC-V還沒有類似的設計，該架構可以達到16核配置，並運行在2.5GHz的時鐘頻率下，但與IBM現有的Power9或即將推出的Power10相較之下，可就小巫見大巫了，一來基於RISC-V的高性能計算從來沒有進入過相關生態，二來即便是玄鐵910，不用説性能還遠遠還達不到IBM過去長久經營的超算等級架構，就連和基於Arm架構的高性能計算設計相較之下，也還有不小的距離。
過去IBM在中國進行的架構授權合作，截至目前為止仍沒有任何成效出現，比如説2016年和中晟宏芯合作的Power8芯片架構授權，仍然沒有產品出現，而即便IBM已經讓步到同意讓中晟宏芯以國產安全模塊取代IBM原有的安全模塊設計，但該產品仍不見落地。
當然，目前Power架構的指令集開源還有不少需要進行的工作，比如説Power架構的底層並沒有完全開放，而即便IBM已經把一款高端CPU所需要的設計資源和架構知識都已經釋放出來，但是對業界而言仍然如有字天書一般，沒有經過一段時間的消化吸收，仍難被落實到產品甚至市場中，就好比AMD授權Zen架構給海光公司，該公司也推出了Dhyana服務器芯片，但實際上該公司幾乎是把Epyc的設計完全搬到該公司的產品上，幾乎沒有任何更動，連既有的服務器操作系統都直接把Dhyana芯片認做Epyc。這也代表了，即便有了架構開發者的原廠支持，並擁有完全定製的權限，能不能做出產品，仍取決於開發者的技術層次是不是已經足夠理解該架構。
誠然，RISC-V目前氣勢強大，但商用腳步仍僅限小規模低能耗產品，IBM在此時推出開放指令集授權方式，截擊的意味極重，但考慮到目前RISC-V已經聚集了Google、高通、NVIDIA、三星、WD等一線半導體大廠，背後潛藏的研發能量極為龐大，若再慢一步，恐怕不久之後就連高性能計算也可能被RISC-V所取代，而這也是IBM決定在MIPS之後，跳進開放指令集架構處理器授權市場中的最大原因。
至於最被關心的貿易戰高科技禁令方面，如果僅僅是使用指令集，那麼基於該指令集的自行開發架構是不會受到任何影響的，這點RISC-V也一樣，但問題是，總線或其他周邊IP卻未必能夠躲過，如果缺了這部分的搭配設計，光憑免費的開源指令集，能否打造出自有處理器，這才是值得懷疑的一點。另一方面，如果使用的自有的設計，那也代表生態可能要重新建立，恐怕就無法沿用來自IBM的強大超算生態基礎。
如果沒辦法靠自己的力量完備這方面的設計，那壓根也不用發什麼處理器自有化的大夢，永遠都會受制於人。