在智能终端、汽车电子和工业控制领域，多任务并行运行已成为常态，这对内存安全管理和芯片能效提出了更高要求。近日，一项由中国科研团队主导研发的内存保护技术取得突破性进展——上海交通大学计算机学院并行与分布式系统研究所团队提出的特权态物理内存保护（SPMP）指令集扩展方案，正式被纳入第五代精简指令集架构（RISC-V）国际标准体系。这标志着中国首次实现从零开始完整主导RISC-V扩展标准的制定工作。
指令集架构作为计算机系统的核心规范，相当于连接硬件与软件的"通用语言"。全球主流架构包括英特尔x86和安谋ARM等闭源体系，而RISC-V因其开放特性成为新兴技术热点。这种开源架构允许开发者根据需求自由扩展功能模块，但此前在核心安全标准的自主制定方面，国内机构多处于跟随状态。SPMP的获批意味着全球芯片设计者现在可以选择采用中国团队主导制定的内存安全规范，填补了我国在芯片底层安全标准领域的空白。
该技术针对特定应用场景提供了创新解决方案。传统操作系统依赖复杂的页表机制实现虚拟地址转换和权限管理，但这种模式在硬件实现上需要消耗较多芯片面积和功耗。对于人工智能芯片、车载计算单元等对实时性和能效敏感的设备，SPMP通过简化设计流程，允许开发者直接在处理器中预设物理内存区域的访问权限。这种模式如同为内存空间设置"电子围栏"，处理器在执行指令时自动校验访问权限，省去了地址转换环节，显著降低了系统开销。
研发团队通过七年持续攻关完成了这项技术转化。2019年，项目组在陈海波教授指导下向RISC-V国际社区提交初始方案，随后牵头成立专项工作组。团队成员杜冬冬博士担任首任工作组主席期间，组织完成了多轮技术论证和标准修订工作。2024年，杨璧丞研究员接任主席后继续推进国际评审流程，最终使方案通过严格的技术审查。该技术此前已获Linux国际基金会认可，并在"香山"开源处理器等项目中完成部署验证。
中科院计算所专家指出，这项成果不仅完善了RISC-V的安全架构体系，更为国内科研机构参与国际标准制定提供了可复制的经验。通过直接参与底层技术规范的制定，中国团队能够在芯片设计领域掌握更多话语权，为全球开发者提供更具针对性的解决方案。这种从技术使用者到标准制定者的转变，标志着我国在开源芯片生态建设方面迈出关键一步。
