RISC-V ist ein kostenloser und quelloffener Instruction Set Architecture (ISA)-Standard für Systems-on-a-Chip (SoCs).
Die CPU ist eine der wichtigsten Komponenten unserer Computer und für die Durchführung grundlegender Berechnungen, logischer Vergleiche und die Übertragung von Daten verantwortlich. Diese einfachen Aufgaben sind die Bausteine jedes komplexeren Vorgangs und ermöglichen den Betrieb unserer Systeme und Programme.
Wie diese Operationen ausgeführt werden, ist nicht zufällig: Eine Befehlssatzarchitektur (ISA) definiert, was sie sind und was Computerprozessoren tun sollen.
Eine ISA definiert unterstützte Anweisungen und Funktionen, jedoch nicht, wie diese Anweisungen konkret ausgeführt werden. Stellen Sie es sich wie ein Kochrezept vor – sagen wir mal, es ist für Bagels: Das Rezept ist zwar dasselbe, aber jeder Koch wird es anders umsetzen und beispielsweise die Sesamkörner anders anordnen. Der Koch, der auf der Grundlage des Rezepts kocht, ist in unserem Beispiel der Computerprozessor, der Anweisungen gemäß der definierten ISA ausführt. Das Ergebnis wird jedoch theoretisch immer das gleiche sein: ein leckerer Bagel.
Ein anderer Befehlssatz definiert kochendes Wasser möglicherweise nicht direkt, ermöglicht Ihnen aber stattdessen die Durchführung bestimmter Operationen an Objekten: Erhitzen, Messen und Vergleichen. Ein Koch müsste nun Wasser erhitzen und die gemessene Temperatur mit der bekannten Siedetemperatur vergleichen. Es gibt zwei Hauptarchitekturtypen für Prozessoren: Complex Instruction Set Computing (CISC) und Reduced Instruction Set Computing (RISC).
Einfach ausgedrückt besteht das Ziel von CISC darin, Programmierern die Arbeit zu erleichtern (eine Anweisung zum Kochen von Wasser, eine andere zum Erhitzen von Öl usw. anzubieten), und zwar auf Kosten größerer Kosten Prozessoren, während RISC versucht, einen einfacheren Befehlssatz zu haben, was etwas mehr Aufwand von den Programmierern erfordert, aber zu kleineren Prozessoren und weniger Leistung führt Verbrauch. Da die beiden Architekturen unterschiedliche Fähigkeiten haben, muss ein Programm, das auf der einen läuft, normalerweise neu geschrieben werden, um auf der anderen zu laufen. Eine der beliebtesten Architekturen heute auf Smartphones ist Teil der RISC-Familie: ARM, was für Acorn RISC Machine steht.
Es ist erwähnenswert, dass dies hauptsächlich für die Programmierung/Portierung von Compilern gilt. Für andere Zwecke, beispielsweise zum Erstellen eines Benutzerprogramms, verwenden Sie normalerweise eine Hochsprache, die auf Softwareebene einigermaßen mit CISC vergleichbar ist. Ein weiterer wichtiger Hinweis ist, dass dieser Vergleich darauf abzielt, Ihnen ein einfaches, aber intuitives Verständnis dieser Konzepte zu vermitteln. Eine genaue und ausführliche Erklärung wäre viel länger und technischer.
Dies bringt uns schließlich zu RISC-V (ausgesprochen „risk five“), einem kostenlosen und Open-Source-ISA für SoCs (Systems-on-a-Chip, das im Grunde die CPU und andere notwendige Komponenten zum Betrieb eines Systems verpackt zusammen). Die meisten anderen ISAs wie die von Intel, IBM oder ARM sind proprietär und können von anderen nicht ohne Lizenzen verwendet werden (deren Aushandlung einige Jahre dauern kann). Andererseits kann RISC-V von jedem kostenlos genutzt, implementiert und produziert werden, wobei die einzige wirkliche Bedingung die Anerkennung der RISC-V-Autoren ist.
Dadurch können unabhängige Forscher und Entwickler ihre eigenen Prozessoren implementieren oder Open-Source-RISC-V-Implementierungen modifizieren. etwas, das beispielsweise mit einer ARM-Lizenz nicht möglich ist (dafür ist eine separate Lizenz erforderlich, die etwa 15 große Unternehmen benötigen). haben). Gleichzeitig kann die ISA von Unternehmen auch ohne Veröffentlichung des Quellcodes erweitert und verändert werden, vergleichbar mit Android. Das Fehlen von Lizenzgebühren führt auch zu günstigeren Prozessoren, auch wenn dadurch die Smartphone-Preise in der Praxis nicht wesentlich sinken Langfristig wird RISC-V weit verbreitet: Die Lizenzgebühren für SoCs machen einfach keinen großen Teil der Kosten eines Smartphones aus (Qualcomm dauert 2.5—5% des Verkaufspreises z. B. als Lizenzgebühren).
RISC-V ist nicht die erste kostenlose ISA, da es auch andere gibt. Das beliebteste und am aktivsten entwickelte der anderen ist OpenRISC, das im Jahr 2000 begann und unter der GNU GPL veröffentlicht wird. Ignorieren andere UnterschiedeDie freizügige Lizenz von RISC-V macht die Übernahme durch größere Unternehmen plausibler und macht einen Unterschied. Google, Hewlett-Packard Enterprise (HPE) und Oracle sind beispielsweise drei größere Unternehmen, die dies getan haben vor kurzem beigetreten der RISC-V-Standard-Arbeitsgruppe und zeigt damit deutlich ihr Interesse an RISC-V als offenem Standard. Solange alle Implementierungen den Spezifikationen entsprechen („RISC-V-konform“), könnten Kunden weiterhin ein Ökosystem bzw. nutzen theoretisch eine andere (z. B. GNU/Linux), während Unternehmen einen Anreiz hätten, dies zu tun, um zu vermeiden, dass sie ihre Systeme von schreiben oder portieren müssen kratzen. Gleichzeitig bedeutet die zunehmende Verbreitung von RISC-V, dass kleinere Unternehmen die Open-Source-Community tatsächlich unterstützen können und gleichzeitig über ein flexibles System verfügen (ein solches Unternehmen, das an RISC-V interessiert ist, ist). lowRISC).
Es bleibt abzuwarten, ob RISC-V für Kunden, die an offenen Systemen oder der Ausführung eines unterstützten Betriebssystems interessiert sein könnten, tatsächliche Verbesserungen bringen kann oder nicht kompatible SoCs. Gleichzeitig gibt es noch andere potenzielle Bedenken als die Zugkraft von RISC-V: Die freizügige Lizenz bringt zwar gewisse Vorteile mit sich, könnte aber auch Giganten dazu befähigen Benutze die Strategie umarmen, erweitern und auslöschen (welches ist wohl der Fall wenn es um Android/AOSP und die Dienste von Google geht, oder sogar Android Wear) – obwohl man argumentieren könnte, dass dies immer noch besser wäre als die aktuelle Situation. Man könnte sogar einen Vergleich mit der heutigen Android-Szene ziehen, wo verschiedene OEMs es versuchen um ihre Skins zu differenzieren, um mehr Benutzer zu gewinnen, und benutzerdefinierte ROM-Communitys, die weiterhin für die Macht sorgen Benutzer.
Besuche den RISC-V-Webseite wenn Sie mehr über die Geschichte und Ziele des Projekts erfahren möchten oder sogar Probieren Sie selbst eine RISC-V-Implementierung aus.