Βασικά Takeaways
- Το RISC-V κερδίζει δυναμική καθώς μεγάλες εταιρείες όπως η Google και η Qualcomm υποστηρίζουν την εναλλακτική αρχιτεκτονική σετ εντολών, αμφισβητώντας την κυριαρχία των x86 και ARM.
- Το RISC-V είναι ένα ISA ανοιχτού κώδικα που έχει σχεδιαστεί για την εξάλειψη των τελών αδειοδότησης. Έχει ήδη κερδίσει σημαντική υποστήριξη με περισσότερα από 100 μέλη στο ίδρυμα RISC-V.
- Το RISE, ένα έργο σε συνεργασία με το RISC-V και το Linux Foundation, αντιμετωπίζει την πρόκληση της υιοθέτησης ενός νέου ISA απαιτώντας από τα μέλη να συνεισφέρουν χρήματα ή χρόνο μηχανικής. Οι συσκευές RISC-V είναι ήδη διαθέσιμες, κυρίως σε ενσωματωμένα συστήματα και στην κινεζική αγορά.
RISC-V ήταν παντού πρόσφατα, με την εναλλακτική αρχιτεκτονική συνόλων εντολών (ISA) να δημιουργεί ορμή για να αμφισβητήσει την κυριαρχία του x86 και του ARM. Αυτό περιλαμβάνει αρκετές ανακοινώσεις υψηλού προφίλ από Qualcomm και Google, καθώς και ο πρόσφατος σχηματισμός της Έργο RISE (RISC-V Software Ecosystem). με υποστήριξη από όλους, από την Red Hat έως την Intel. Η Google ανακοίνωσε μάλιστα πρόσφατα ότι το εγγενές
Η υποστήριξη Android έρχεται στο RISC.Μεγάλες εταιρείες ενώνονται πίσω από το RISC-V, και ενώ δεν είναι ακόμη σαφές εάν μπορεί να ανταποκριθεί στη διαφημιστική εκστρατεία, πολλοί σοβαροί παίκτες (συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που ίσως δεν περίμενε κανείς) καταβάλλουν τις μάρκες τους. Τα σύνολα οδηγιών διαμορφώνονται ως βασικό πεδίο μάχης για την τεχνολογία την επόμενη δεκαετία και το RISC κερδίζει γρήγορα δυναμική.
Τι είναι ένα σύνολο οδηγιών;
Ένα σύνθετο δομικό στοιχείο αρχιτεκτονικής CPU
Πριν μπούμε στο RISC-V, ας μιλήσουμε για σύνολα εντολών, τα οποία είναι ένα από τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία των αρχιτεκτονικών της CPU και καθορίζουν τις εργασίες που μπορεί να εκτελέσει μια CPU. Αυτές οι οδηγίες κυμαίνονται από πολύ απλές, όπως ADD (προσθήκη των τιμών σε δύο δεδομένους καταχωρητές ή διευθύνσεις μνήμης), έως πιο σύνθετες οδηγίες για την ασφάλεια ή τη διαχείριση της μνήμης. Ένα σύνολο εντολών υλοποιεί ολόκληρο ή μέρος ενός ISA, το οποίο καθορίζει μια σειρά εντολών μαζί με τις αναμενόμενες εισόδους και συμπεριφορά τους. Αυτό συνήθως περιγράφεται ως υπολογιστές με μειωμένο ή σύνθετο σύνολο εντολών (RISC και CISC).
Η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο μπορεί να είναι δύσκολη, αλλά μπορείτε να σκεφτείτε ότι το RISC προσπαθεί να συνδυάσει πολλές μικρές οδηγίες τα πράγματα γρήγορα (συνήθως σε έναν μόνο κύκλο ρολογιού), ενώ το CISC έχει πολλές περισσότερες οδηγίες με περισσότερη λειτουργικότητα που μπορεί να χρειαστούν μακρύτερα. Συνήθως, μια CPU που υλοποιεί ολόκληρο ή μέρος του x86 ISA (το πιο ευρέως διαδεδομένο CISC ISA) θα εφαρμόσει αρκετές εκατοντάδες οδηγίες, ενώ είναι σύνηθες οι CPU RISC να εφαρμόζουν κάτω από 100. Τα περισσότερα ISA δεν απαιτούν σταθερό αριθμό εντολών στο τελικό σύνολο εντολών, αλλά προσφέρουν ένα αρθρωτό σχέδιο με πολλές επεκτάσεις που εφαρμόζονται προαιρετικά από τους κατασκευαστές.
Εφόσον ένα σύνολο εντολών καθορίζει θεμελιωδώς τα εργαλεία που είναι διαθέσιμα στο λογισμικό, μπορεί να γίνει αλλαγή δύσκολο, δεδομένου ότι τα ISA απαιτούν την ανακατασκευή (ή την εκ νέου μεταγλώττιση) όλου του λογισμικού που εκτελείται σε έναν υπολογιστή για νέο ISA. Αυτό συχνά απαιτεί σημαντικές τροποποιήσεις σε κάθε κομμάτι λογισμικού και είναι μια δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία που απαιτεί σημαντική υποστήριξη προγραμματιστή. Η αλλαγή των ISA είναι σπάνια ακριβώς γι' αυτόν τον λόγο, και υπάρχει ένα πολύ πραγματικό πρόβλημα με το κοτόπουλο και το αβγό στο να πείσουμε τους προγραμματιστές να δημιουργήσουν το λογισμικό τους για να υποστηρίξουν ένα νέο ISA. Εκεί μπαίνει το RISC-V.
Τι είναι το RISC-V;
Ένας ISA που αυξάνεται διαρκώς
Το RISC-V είναι ένα ISA που δημιουργήθηκε για πρώτη φορά στο Parallel Computing Laboratory στο U.C. Μπέρκλεϋ το 2010. Είναι ένα ISA ανοιχτού κώδικα χωρίς δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας που έχει σχεδιαστεί για να εξαλείφει την ανάγκη πληρωμής τελών αδειοδότησης, συνήθως στην Intel ή την ARM. Το 2015, το RISC-V εγκατέλειψε το εργαστήριο και ξεκίνησε το ίδρυμα RISC-V με 36 ιδρυτικά μέλη. Αυτό έγινε αργότερα το RISC-V International, το οποίο, κάτω από μια νέα επενδυτική δομή βασισμένη σε μέλη, συνεχίζει την έρευνα και τη διακυβέρνηση του RISC-V σήμερα. Το ίδρυμα έχει πλέον πάνω από 100 μέλη και διοργανώνει συνεχώς εκδηλώσεις σε όλο τον κόσμο για να υποστηρίξει την ανάπτυξη του RISC-V.
Τι είναι το RISE;
Το RISE ιδρύθηκε νωρίτερα φέτος σε συνεργασία με το RISC-V και το Linux Foundation και έχει ήδη υποστήριξη από την Intel, την MediaTek, την Red Hat, την Qualcomm και την Google, μεταξύ άλλων. Το RISE επικεντρώνεται στη βελτίωση των αλυσίδων εργαλείων λογισμικού για την υποστήριξη της ανάπτυξης του RISC-V. Η κατεύθυνση του έργου καθορίζεται από μια τεχνική συντονιστική επιτροπή, παρόμοια με άλλα έργα του Linux Foundation.
Το RISE αντιμετωπίζει άμεσα το πρόβλημα της υιοθέτησης ενός νέου ISA απαιτώντας από τα μέλη του να δεσμεύσουν αξίες σε δολάρια ή χρόνο μηχανικής.
Το RISE αντιμετωπίζει άμεσα το πρόβλημα της υιοθέτησης ενός νέου ISA, απαιτώντας από τα μέλη του να δεσμευτούν αξίες δολαρίων ή χρόνος μηχανικής για την ανάπτυξη λογισμικού ανοιχτού κώδικα για το RISC-V, και είναι ήδη υπέροχα διασκελίζει. Για παράδειγμα, το Android έχει ήδη αναδημιουργηθεί για το RISC-V, όπως και το Ubuntu και κάποιες άλλες διανομές Linux.
Πότε μπορούμε να δούμε το RISC-V στη φύση;
Είναι γύρω αν ξέρετε πού να ψάξετε
Πηγή: Sipeed
Οι συσκευές RISC-V είναι ήδη διαθέσιμες, αν και κυρίως σε ενσωματωμένα συστήματα ή σε συσκευές που κατασκευάζονται ή απευθύνονται στην κινεζική αγορά. Τόσο η Κίνα όσο και η Ρωσία έχουν κλίνει σε μεγάλο βαθμό στο RISC-V πρόσφατα ως τρόπο διαφοροποίησης από την εξάρτηση από τις δυτικές τεχνολογίες. Αρκετοί φορητοί υπολογιστές που βασίζονται σε RISC-V είναι διαθέσιμοι στην Alibaba και οι πλακέτες ανάπτυξης RISC-V έχουν φτάσει στη δυτική αγορά. Η κινεζική εταιρεία Sipeed προσφέρει πίνακες ανάπτυξης που βασίζονται σε RISC-V σε παράγοντες μορφής που κυμαίνονται από Εναλλακτικές λύσεις Steam Deck σε τερματικά χειρός Linux και η Huawei κυκλοφόρησε τα πρώτα κιτ ανάπτυξης που βασίζονται σε RISC-V για συσκευές IoT που βασίζονται σε HarmonyOS πίσω στο 2021.
Ομοίως, η Intel άνοιξε το έδαφος το 2021 σε δύο νέες εγκαταστάσεις κατασκευής στην Αριζόνα και ανακοίνωσε ότι η κατασκευή άλλων δύο στο Οχάιο θα ξεκινήσει το 2025. Η Intel έχει εργαστεί για να αναστήσει τις εργασίες του χυτηρίου τα τελευταία χρόνια, και μια μεγάλη εισροή τσιπ RISC-V θα μπορούσε να τους βοηθήσει να συμπληρώσουν τον όγκο για αυτά τα νέα fabs με έδρα τις ΗΠΑ. Είναι ένα στοίχημα που παίρνουν πολλές εταιρείες, ξεκινώντας από νωρίς το RISC-V για να αποφύγουν να μείνουν πίσω και να αποκτήσουν εμπειρία όσο το RISC-V παραμένει στα σπάργανά του.
Είναι έτοιμο για το μεγάλο χρονικό διάστημα;
Αλλά το RISC-V δεν είναι αρκετά έτοιμο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ενώ το ARM μπορεί να είναι ακριβό, η τεχνολογία του έχει βελτιωθεί καλά. Τα CISC ISA αρχικά κέρδισαν δημοτικότητα καθώς επέτρεπαν στους αρχικούς μηχανικούς να εφαρμόσουν εύκολα χαρακτηριστικά στις CPU τους που απαιτούνται για πιο σύνθετους υπολογιστές. Ωστόσο, την τελευταία δεκαετία, ΜΠΡΑΤΣΟΤα σχέδια που βασίζονται στο RISC έχουν αυξηθεί σε ικανότητες και ικανότητες, ενώ παραμένουν μια γενικά πιο ενεργειακά αποδοτική επιλογή.
Το RISC-V ακολουθεί φυσικά τα βήματα της ARM χαράσσοντας πρώτα μια αγορά για συσκευές χαμηλής κατανάλωσης και ενεργειακής απόδοσης.
Θεωρητικά, οι επεξεργαστές ARM και RISC-V θα πρέπει να έχουν παρόμοια απόδοση. Ωστόσο, η υποστήριξη λογισμικού ARM είναι ήδη εκτεταμένη (με τους επεξεργαστές της να τρέχουν ήδη τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές), δίνοντάς της ένα τεράστιο αρχικό προβάδισμα έναντι οποιωνδήποτε νέων συσκευών RISC-V.
Αυτό το head-start είναι μέρος του λόγου για τον οποίο το RISC-V δεν προκαλεί (ακόμη) τις συσκευές ARM για τους περισσότερους καταναλωτές, ακολουθώντας φυσικά τα βήματα της ARM, δημιουργώντας μια αγορά για συσκευές χαμηλής κατανάλωσης και ενεργειακής απόδοσης πρώτα. Η στόχευση στο χαμηλότερο άκρο της αγοράς θα επιτρέψει στο RISC-V να δημιουργήσει πρώτα μια βάση εργαλείων και υποστήριξης προγραμματιστών, καθώς και να βελτιώσει την ενεργειακή του απόδοση τόσο σε επίπεδο υλικού όσο και σε επίπεδο λογισμικού. Η RISC-V International (και κατ' επέκταση οι εταιρείες μέλη της) ξεκινούν εργασίες για τη μεταφορά προϊόντων στο RISC-V τώρα με την ελπίδα ότι, καθώς προχωρά η ανάπτυξη, οι εφαρμογές γίνονται πιο ισχυρές και ενεργειακά αποδοτικές διαθέσιμος.
Intel;
Πηγή: Intel
Όπως αναφέραμε προηγουμένως, ακόμη και η Intel (ο κάτοχος του κερδοφόρου x86 ISA) επενδύει μεγάλα ποσά στο RISC-V. Οι δυσκολίες της Intel στην παροχή ενεργειακά αποδοτικών συσκευών x86 την οδήγησαν να χάσει σημαντικά από την ARM το τελευταίο διάστημα δεκαετίας, συμπεριλαμβανομένου του μεγαλύτερου μέρους του εσωτερικού πυριτίου της Apple που εστιάζει στο ARM και της Qualcomm και της Samsung στο ευρύτερο κινητό αγορά.
Οι δυνατότητες των αρχιτεκτονικών RISC έχουν αναγνωριστεί εδώ και πολύ καιρό, μια δυνατότητα που ήταν βασικός μοχλός της πρώιμης απόφασης της Apple να υιοθετήσει τσιπ Motorola και PowerPC που βασίζονται σε RISC σε πρώιμους υπολογιστές Mac. Όμως την τελευταία δεκαετία, η ARM απελευθέρωσε αυτή τη δυνατότητα. Η Intel βρίσκεται τώρα να χάνει μερίδιο αγοράς x86 από την ARM ακόμη και στις πιο κυρίαρχες κατηγορίες της, με το AWS να πιέζει σκληρά τα νέα τσιπ ARM που βασίζονται στο Graviton ως φθηνότερη εναλλακτική από το x86 στο Cloud. Η Intel έχει στραφεί σε μεγάλες επενδύσεις στο RISC-V, δεσμεύοντας δημόσια $1 δις στις υπηρεσίες χυτηρίου της, συμπεριλαμβανομένων σημαντικών επενδύσεων σε RISC-V fabs.
Μπορεί το RISC-V να καλύψει τη διαφορά;
Μόνο ο χρόνος θα δείξει
Πηγή: Siemens
Η απαίτηση για επιτυχία του RISC-V είναι σαφής. Οι επιχειρήσεις δεν επιθυμούν να συνεχίσουν να γεμίζουν τις τσέπες της Intel/ARM με τα τέλη αδειοδότησης και η ARM άνοιξε το δρόμο για τσιπ RISC χαμηλής κατανάλωσης ανταγωνιζόμενη την Intel. Το RISC-V θα προσπαθήσει να μιμηθεί την πορεία της ARM προς την επιτυχία, ανταγωνιζόμενοι πρώτα στους τομείς χαμηλής ισχύος και ανάπτυξης.
Αυτό είναι κάτι που ήδη βλέπουμε να συμβαίνει, για παράδειγμα, με την ανακοίνωση της Google και της Qualcomm για ένα Πλατφόρμα Snapdragon Wear που βασίζεται σε RISC-V. Είναι επίσης σαφές ότι με την ίδρυση του RISE και τη συνεχιζόμενη επένδυση σε μεγάλες εταιρείες τόσο από τον χώρο OEM όσο και από τον καταναλωτικό χώρο, υπάρχει υποστήριξη για το RISC-V. Το αν η τρέχουσα δυναμική του είναι αρκετή για να μεταφέρει το RISC-V στο αργό slog που φτάνει στο ARM παραμένει ασαφές, αλλά υπάρχει σαφές επιχειρηματικό ενδιαφέρον για το RISC-V να πετύχει. Η ARM ανέφερε έσοδα ρεκόρ άνω των 800 εκατομμυρίων δολαρίων μόνο το δεύτερο τρίμηνο του τρέχοντος έτους, τα οποία τελικά προέρχονται από ένα μερίδιο των κερδών άλλων εταιρειών. Τούτου λεχθέντος, υπήρξαν αποτυχημένα στοιχήματα στο παρελθόν, με το PowerPC να ξεχωρίζει, οπότε θα πρέπει να δούμε πού πηγαίνει το RISC-V από εδώ.