像x86和ARM一样，RISC-V是指令集体系结构（ISA）。与x86和ARM不同，它是一种免费开放的标准，任何人都可以使用，而不会陷入其他人的处理器设计中或支付昂贵的许可费用。

苹果公司最近用自己制造的芯片重新设计Mac计算机的举动，取代了英特尔，这使一类处理器受到了新的关注，您现在很有可能拥有这种处理器。

RISC-V是加州大学伯克利分校教授David Patterson和KrsteAsanović的创意。Patterson在1980年代开发了RISC（精简指令集计算）和RAID的开发人员，他们在本文中概述了RISC-V的情况。

ISA作为接口-与应用程序编程接口（API）类似-用于CPU操作。编译器或解释器会将您的高级语言（例如C）转换为ISA命令，以使处理器执行工作。

每个ISA指令均由基础硬件实现。因此，ISA设计需要考虑其指令将如何影响CPU的价格/性能。例如，这就是ARM要求大多数许可证持有人也使用其硬件设计的原因。

到达摩尔定律的尽头，我们不能只在芯片上塞满更多的晶体管。相反，正如Apple的A和M系列处理器所示，在快速通用RISC CPU中添加专用于编码解码器，加密和AI的专用协处理器，可以提供出色的应用程序性能和能效。

但是像ARM这样的专有ISA却很昂贵。更糟糕的是，它们通常只允许您使用ISA的硬件设计，除非您当然是像Apple这样的大型公司之一，这些公司可以负担顶级许可证并拥有设计团队来利用它。一个固定的设计意味着架构师无法指定可降低成本和提高性能的调整。

像RISC-V这样的开放式免费ISA消除了很多此类成本，使小型公司能够针对其应用优化硬件。随着我们将智能转移到对成本更敏感的应用程序中，使用价格在1美元或以下的处理器，对应用程序和成本优化的处理器的需求比以往任何时候都大。

可以说，第一个ISA是1936年Alan Turing的机器中描述的机器。只有6条指令，图灵机可以仿真任何计算机，尽管创建较小的指令集是一项竞争性的运动，从而导致了单指令设计。 

自从架构师经历了数十年的沉寂之后，例如十进制而不是二进制编码，超长指令字（VLIW）架构和复杂指令集计算（CISC）。我们今天比1970年代了解更多，因此可以设计一种新的ISA，以保留数十年的软件投资和设计经验。

RISC-V包括旨在确保较长使用寿命的几种功能。这些包括：

• 基本加扩展名。RISC-V提供了一套小的核心指令集，但提供了用于常见操作的标准可选扩展，以及用于全新操作码的空间。

• 紧凑的指令编码。物联网设备在存储和存储方面必须节俭，才能满足成本限制。

• 四精度（QP）浮点。在某些应用程序中，数据集变得如此之大，以至于标准的单精度和双精度浮点都无法破解它。

• 128位寻址，以及32位和64位。如果还没有，那么仓库级计算机将很快突破64位寻址的限制。

尽管开放式操作系统（如Linux）受到了广泛关注，但ISA是一项寿命更长的基础技术。x86 ISA的历史可以追溯到50年前，如今它已被翻译为更简单，更快的基础硬件体系结构。（我怀疑这个事实是成功将macOS Rosetta 2从x86代码转换为Apple的M1代码的关键。）

当然，开放式ISA只是解决方案的一部分。免费的标准硬件设计-具有设计更多工具的工具-和智能编译器以生成优化的代码至关重要。更大的项目是伯克利的Adept实验室正在开展的工作。

随着计算继续渗透到文明中，次优基础设施的成本将继续上升。为提高效率，延长使用寿命和广泛应用而进行的优化对于人类在网络世界中的进步至关重要。