RISC-V: Kuinka yritykset työntävät sitä tulevaisuuteen

Key Takeaways

• RISC-V on saamassa vauhtia, kun suuret yritykset, kuten Google ja Qualcomm, palaavat vaihtoehtoiseen ohjesarjaarkkitehtuuriin haastaen x86:n ja ARM: n hallitsevan aseman.
• RISC-V on avoimen lähdekoodin ISA, joka on suunniteltu poistamaan lisenssimaksut. Se on jo saanut merkittävää tukea yli 100 jäsenen kanssa RISC-V-säätiössä.
• RISE, projekti yhteistyössä RISC-V: n ja Linux Foundationin kanssa, vastaa uuden ISA: n käyttöönoton haasteeseen vaatimalla jäseniltä rahaa tai suunnitteluaikaa. RISC-V-laitteita on jo saatavilla, pääasiassa sulautetuissa järjestelmissä ja Kiinan markkinoilla.

RISC-V on ollut kaikkialla viime aikoina, ja vaihtoehtoinen ohjesarjaarkkitehtuuri (ISA) on rakentanut vauhtia haastaakseen x86:n ja ARM: n hallitsevan aseman. Tämä on sisältänyt useita korkean profiilin ilmoituksia Qualcomm ja Google, sekä äskettäinen muodostuminen RISE (RISC-V Software Ecosystem) -projekti kaikkien tuella Red Hatista Inteliin. Google jopa ilmoitti äskettäin, että natiivi Android-tuki on tulossa RISC: lle.

Suuret yritykset yhdistyvät RISC-V: n takana, ja vaikka ei ole vielä selvää, kestääkö se hypeä, monet vakavat pelaajat (mukaan lukien jotkut, joita et ehkä odota) laskevat pelimerkkejään. Ohjesarjat ovat muotoutumassa tekniikan tärkeimmäksi taistelukentäksi seuraavan vuosikymmenen aikana, ja RISC on nopeasti saamassa vauhtia.

Mikä on ohjesarja?

Monimutkainen CPU-arkkitehtuurin rakennuspalikka

Ennen kuin siirrymme RISC-V: hen, puhutaan käskysarjoista, jotka ovat yksi CPU-arkkitehtuurien perustavanlaatuisista rakennuspalikoista ja jotka määrittelevät suorittimen suorittamat tehtävät. Nämä ohjeet vaihtelevat hyvin yksinkertaisista, kuten ADD (arvojen lisääminen kahdessa annetussa rekisterissä tai muistiosoitteessa), monimutkaisempiin muistin suojausta tai hallintaa koskeviin ohjeisiin. Käskyjoukko toteuttaa koko ISA: n tai sen osan, joka määrittää joukon käskyjä sekä niiden odotettavissa olevat syötteet ja käyttäytyminen. Tätä kutsutaan tavallisesti joko supistetuiksi tai monimutkaisiksi käskysarjatietokoneiksi (RISC ja CISC).

Ero näiden kahden välillä voi olla hankala, mutta voit ajatella, että RISC yrittää yhdistää monia pieniä ohjeita asiat nopeasti (yleensä yhdellä kellojaksolla), kun taas CISC: ssä on paljon enemmän ohjeita ja enemmän toimintoja, jotka saattavat kestää kauemmin. Tyypillisesti suoritin, joka toteuttaa kokonaan tai osan x86 ISA: sta (yleisimmin käytetty CISC ISA), toteuttaa useita satoja käskyjä, kun taas RISC-suorittimissa on tavallista toteuttaa alle 100. Useimmat ISA: t eivät vaadi kiinteää määrää ohjeita lopullisessa käskysarjassa, vaan ne tarjoavat modulaarisen rakenteen, jossa on useita valmistajien valinnaisesti toteuttamia laajennuksia.

Koska ohjejoukko määrittelee pohjimmiltaan ohjelmiston käytettävissä olevat työkalut, sitä voidaan muuttaa vaikeaa, koska ISA: t vaativat, että kaikki tietokoneessa käynnissä olevat ohjelmistot rakennetaan uudelleen (tai käännetään uudelleen) a uusi ISA. Tämä vaatii usein merkittäviä muutoksia jokaiseen ohjelmistobittiin ja on kallis ja aikaa vievä prosessi, joka vaatii merkittävää kehittäjätukea. ISA: iden vaihtaminen on harvinaista juuri tästä syystä, ja todellinen kana ja muna -ongelma on olemassa, kun kehittäjät rakentavat ohjelmistonsa tukemaan uutta ISA: ta. Siinä RISC-V tulee mukaan.

Mikä on RISC-V?

ISA, joka kasvaa jatkuvasti

RISC-V on ISA, joka luotiin ensimmäisen kerran Parallel Computing Laboratoryssa U.C.:ssa. Berkeleyssä vuonna 2010. Se on rojaltivapaa avoimen lähdekoodin ISA, joka on suunniteltu poistamaan tarve maksaa lisenssimaksuja, yleensä Intelille tai ARM: lle. Vuonna 2015 RISC-V lähti laboratoriosta, ja RISC-V Foundation käynnistettiin 36 perustajajäsenellä. Siitä tuli myöhemmin RISC-V International, joka uudessa jäsenyyteen perustuvassa sijoitusrakenteessa jatkaa RISC-V: n tutkimusta ja hallintoa tänään. Säätiöllä on nyt yli 100 jäsentä, ja se järjestää jatkuvasti tapahtumia maailmanlaajuisesti tukeakseen RISC-V: n kasvua.

Mikä on RISE?

RISE perustettiin aiemmin tänä vuonna yhteistyössä RISC-V: n ja Linux Foundationin kanssa, ja sillä on jo tuki muun muassa Inteliltä, ​​MediaTekiltä, ​​Red Hatilta, Qualcomilta ja Googlelta. RISE keskittyy ohjelmistotyökaluketjujen parantamiseen tukemaan RISC-V: n kasvua. Projektin suunnan määrittää tekninen ohjauskomitea, kuten muutkin Linux Foundation -projektit.

RISE puuttuu suoraan kana ja muna -ongelmaan, joka liittyy uuden ISA: n omaksumiseen vaatimalla jäseniään sitoutumaan dollariarvoihin tai suunnitteluaikaan.

RISE puuttuu suoraan kana ja muna -ongelmaan uuden ISA: n hyväksymisestä vaatimalla jäseniään sitoutumaan dollarin arvoista tai suunnitteluaikaa avoimen lähdekoodin ohjelmistojen kehittämiseen RISC-V: lle, ja se on jo hienoa askeleita. Esimerkiksi Android on jo rakennettu uudelleen RISC-V: lle, samoin Ubuntu ja jotkut muut Linux-distrot.

Milloin voimme nähdä RISC-V: n luonnossa?

He ovat lähellä, jos tiedät mistä etsiä

RISC-V-laitteita on jo saatavilla, tosin enimmäkseen sulautetuissa järjestelmissä tai Kiinan markkinoille valmistetuissa tai niille suunnatuissa laitteissa. Sekä Kiina että Venäjä ovat viime aikoina tukeneet voimakkaasti RISC-V: tä keinona erottua riippuvuudesta länsimaisista teknologioista. Alibabasta on saatavilla useita RISC-V-pohjaisia ​​kannettavia tietokoneita, ja RISC-V-kehityslevyt ovat matkalla länsimaisille markkinoille. Kiinalainen yritys Sipeed tarjoaa RISC-V-pohjaisia ​​kehityslevyjä, joiden muototekijät vaihtelevat Steam Deck -vaihtoehdot kädessä pidettäviin Linux-päätelaitteisiin, ja Huawei julkaisi ensimmäiset RISC-V-pohjaiset kehityssarjansa HarmonyOS-pohjaisille IoT-laitteille takaisin vuonna 2021.

Samoin Intel murtautui vuonna 2021 kahdessa uudessa tuotantolaitoksessa Arizonassa ja on ilmoittanut, että kahden muun rakentaminen Ohioon alkaa vuonna 2025. Intel on työskennellyt elvyttää valimotoimintansa viime vuosina, ja suuri RISC-V-sirujen virta voisi auttaa heitä täyttämään näiden uusien yhdysvaltalaisten tehtaiden volyymi. Se on uhkapeli, jonka monet yritykset ottavat ja sukeltavat varhain RISC-V: n kanssa välttääkseen jäämisen jälkeen ja hankkiakseen kokemusta RISC-V: n ollessa lapsenkengissään.

Onko se valmis suureen aikaan?

Mutta RISC-V ei ole aivan valmis suureen aikaan. Vaikka ARM voi olla kallista, sen tekniikkaa on jalostettu hyvin. CISC ISA: t saavuttivat alun perin suosiota, koska niiden avulla varhaiset suunnittelijat pystyivät helposti toteuttamaan suorittimiinsa ominaisuuksia, joita tarvitaan monimutkaisemmassa tietojenkäsittelyssä. Kuitenkin viimeisen vuosikymmenen aikana ARMRISC-pohjaisten mallien kyky ja osaaminen ovat kasvaneet, mutta ne ovat kuitenkin yleisesti ottaen energiatehokkaampia vaihtoehtoja.

RISC-V seuraa luonnollisesti ARM: n jalanjälkiä avaamalla ensin markkinat pienitehoisille ja energiatehokkaille laitteille.

Teoriassa ARM- ja RISC-V-suorittimien pitäisi pystyä samaan suorituskykyyn. ARM-ohjelmistotuki on kuitenkin jo laaja (jossa sen prosessorit käyttävät jo puhelimia ja kannettavia tietokoneita), mikä antaa sille valtavan etumatkan uusiin RISC-V-laitteisiin verrattuna.

Tämä etumatka on osa syytä, miksi RISC-V ei ole (vielä) haastava ARM-laitteita useimmille kuluttajille, luonnollisesti seuraamalla ARM: n jalanjälkiä luomalla markkinat vähätehoisille ja energiatehokkaille laitteille ensimmäinen. Markkinoiden alempaan päähän kohdistaminen antaa RISC-V: lle mahdollisuuden luoda ensin työkalu- ja kehittäjätukipohja sekä parantaa energiatehokkuuttaan sekä laitteisto- että ohjelmistotasolla. RISC-V International (ja laajemmin sen jäsenyritykset) ovat aloittamassa tuotteiden siirtämistä RISC-V: hen nyt siinä toivossa, että kehityksen edetessä tehokkaampia ja energiatehokkaampia toteutuksia tulee saatavilla.

Intel?

Kuten aiemmin mainitsimme, jopa Intel (kannattavan x86 ISA: n omistaja) investoi paljon RISC-V: hen. Intelin vaikeudet tarjota energiatehokkaita x86-laitteita ovat johtaneet siihen, että se on hävinnyt ARM: lle merkittävästi viime aikoina. vuosikymmenellä, mukaan lukien valtaosa Applen ARM-keskeisestä talon sisäisestä piistä sekä Qualcomm ja Samsung laajemmissa matkapuhelimissa markkinoida.

RISC-arkkitehtuurien potentiaali on tunnustettu jo pitkään, potentiaali, joka oli avaintekijä Applen varhaisessa päätöksessä ottaa käyttöön RISC-pohjaisia ​​Motorola- ja PowerPC-siruja varhaisissa Maceissa. Mutta viimeisen vuosikymmenen aikana ARM on vapauttanut tämän potentiaalin. Intel huomaa nyt menettäneensä x86-markkinaosuuden ARM: lle jopa hallitsevimmissa kategorioissaan, kun AWS ajaa uusia Graviton-pohjaisia ​​ARM-siruja halvemmaksi vaihtoehdoksi kuin x86 pilvessä. Intel on keskittynyt investoimaan voimakkaasti RISC-V: hen julkisesti sitoutuen 1 miljardi dollaria valimopalveluihin, mukaan lukien merkittävät investoinnit RISC-V-koneisiin.

Saako RISC-V kiinni?

Vain aika näyttää

RISC-V: n menestymisen vaatimus on selvä. Yritykset eivät halua jatkaa Intelin/ARM-taskujen täyttämistä lisenssimaksuillaan, ja ARM on tasoittanut tietä vähätehoisille RISC-siruille kilpailemalla Inteliä vastaan. RISC-V yrittää jäljitellä ARM: n polkua menestykseen kilpailemalla ensin vähätehoisissa ja kehitystiloissa.

Tämä on jotain, jonka näemme jo tapahtuvan esimerkiksi Googlen ja Qualcommin ilmoituksen myötä RISC-V-pohjainen Snapdragon Wear -alusta. On myös selvää, että RISE: n perustamisen ja meneillään olevien investointien myötä suuriin yrityksiin sekä OEM- että kuluttaja-alalta, tuki RISC-V: lle on olemassa. Jääkö epäselväksi, riittääkö sen nykyinen vauhti kuljettamaan RISC-V: n läpi ARM: n hitaan slogan, mutta RISC-V: n menestyminen on selkeää liiketaloudellista etua. ARM raportoi ennätystuloista yli 800 miljoonaa dollaria pelkästään tämän vuoden toisella vuosineljänneksellä, mikä tulee lopulta osuudesta muiden yritysten voitoista. Epäonnistuneita uhkapelejä on kuitenkin aiemminkin ollut, ja PowerPC erottui joukosta, joten meidän on katsottava, mihin RISC-V lähtee tästä eteenpäin.