Qu’est-ce que RISC-V ?

Même pour les amateurs d'informatique, RISC-V est un peu en retard, mais peut-être pas pour longtemps. C'est l'une des étoiles montantes du monde informatique et l'un des exemples les plus réussis (sinon le plus réussi) de matériel open source et à standard ouvert. On prévoit que des dizaines de milliards de cœurs RISC-V seront vendus au cours des prochaines années, un nombre qui rivaliserait avec le nombre de cœurs x86 et BRAS noyaux vendus dans le même laps de temps. Voici tout ce que vous devez savoir sur RISC-V et où il va.

RISC-V: une architecture de jeu d'instructions libre et standard ouverte

RISC-V (prononcé « risque cinq ») est une architecture de jeu d'instructions (ISA) développée et maintenue par RISC-V International (anciennement la Fondation RISC-V).

Un ISA est le point de départ de toute conception de processeur et détermine des éléments fondamentaux tels que les instructions de base, les instructions facultatives qui peuvent être ajoutées et le type de logiciel qui peut s'exécuter de manière native sur le processeur. De plus, RISC-V est, selon son nom, un rinstruit jeinstruction set ordinateur unarchitecture, ce qui signifie essentiellement que sa forme par défaut est livrée avec très peu d'instructions. ARM est également une conception RISC alors que x86 est un jeu d'instructions complexe conçu par ordinateur (CISC).

Être une conception RISC est plus important pour RISC-V que ARM étant RISC ou x86 étant CISC, car RISC-V a un argument de vente unique: il s'agit d'un standard ouvert. Toute entreprise souhaitant utiliser la conception RISC-V d'origine est libre de le faire et de la modifier comme elle le souhaite. Comme le x86 est détenu conjointement par Intel et AMD, aucune autre société ne peut (légalement) fabriquer des processeurs x86, et bien que les entreprises peuvent créer leur propre version de puces ARM, elles doivent non seulement payer Arm à l'entreprise, mais elles ne peuvent pas les modifier. l'ISA. Avec RISC-V, c'est la liberté totale.

Enfin, peut-être pas une liberté totale. Bien que RISC-V International (la société à l'origine de RISC-V) se soit souvent présentée comme « ouverte » et "open-source", il s'est récemment éloigné de l'open-source et parle désormais de RISC-V comme d'un ISA standard ouvert. En effet, les puces RISC-V réelles peuvent être propriétaires et à source fermée, même si l'ISA est open source. Ce que vous devez savoir, c'est que même si toute entreprise ou organisation peut utiliser RISC-V ISA gratuitement, les produits réels peuvent être verrouillés comme x86 ou ARM.

Bien entendu, cette approche présente des avantages et des inconvénients. La bonne nouvelle est qu’il n’y a pas de frais de licence ni de restrictions sur les conceptions, ce qui est idéal pour les entreprises qui souhaitent être aussi autonomes que possible et réduire leurs coûts de développement. La mauvaise nouvelle est qu’exercer cette liberté n’est pas facile car concevoir des processeurs n’est pas facile. De plus, les entreprises qui fabriquent leurs propres processeurs RISC-V ne sont pas obligées de partager cette technologie avec d'autres, mais elles peuvent concéder des licences de conception comme le fait Arm.

Un bref historique de RISC-V

RISC-V est un nom étrange. On pourrait penser qu'il s'agit du cinquième d'une série de RISC ISA, et bien que ce soit l'histoire derrière son nom, ce n'est pas tout à fait exact. RISC-I et RISC-II ont été conçus en 1981, mais RISC-III et RISC-IV ne sont pas de véritables ISA. Au lieu de cela, il s’agissait de noms appliqués à deux ISA appelées SOAR et SPUR, publiées respectivement en 1984 et 1988. Il n'y a aucun lien substantiel entre RISC-V et ces ISA des années 80 au-delà du fait qu'ils sont tous des modèles RISC.

RISC-V est pratiquement un bébé parmi les ISA. Les travaux sur RISC-V ont débuté en 2010 au Parallel Computing de Berkeley Lab (ou Par Lab en abrégé), qui a reçu un financement de Microsoft ainsi que d'Intel, le créateur du x86 EST UN. En 2011, le premier prototype RISC-V était prêt à être fabriqué. RISC-V est passé d'un projet de recherche à un véritable ISA que les entreprises ont pu utiliser en 2014 lorsque David Patterson et Krste Asanović a publié un article arguant que le matériel open source était l'avenir et que RISC-V était l'ISA pour faire le travail. Un an plus tard, la Fondation RISC-V était créée.

Cela ne fait que huit ans que RISC-V a fait son apparition, et comme la conception de puces peut prendre des années, il est difficile d'évaluer où en est actuellement RISC-V. Ce que nous savons, c'est qu'il y a plus de 3 500 membres de RISC-V International, contre 600 début 2020, 1 500 début 2021 et 2 200 fin 2021. Quant à la part de marché réelle, c'est difficile à dire, mais en Mai 2023 Mark Himelstein, directeur technique de RISC-V a affirmé que « des dizaines de milliards » de cœurs RISC-V avaient été vendus par les sociétés membres, ce qui est conforme aux prévisions pour 2022 et 2023.

Les ambitions de RISC-V de prendre d'assaut le marché des processeurs

RISC-V International parle d'un grand jeu en matière de croissance, citant une étude qui prédit 60 milliards de cœurs RISC-V seront vendus d'ici 2025 et un autre qui prédit que le taux de croissance annuel composé (ou TCAC) de RISC-V sera un peu moins de 35 % jusqu’en 2027. Un TCAC de 35 % est extrêmement agressif et rapide dans une industrie aussi établie, mais en augmentation De nombreuses entreprises cherchent à concevoir leurs propres puces, ce qui contribuera certainement à alimenter le RISC-V. croissance. Les marchés clés pour RISC-V comprennent les applications industrielles, la 5G et le cellulaire, mais aussi les smartphones, PC, consoles de jeux et serveurs bas de gamme.

L'introduction de RISC-V a conduit à la création d'entreprises spécialisées exclusivement dans les puces RISC-V. SiFive est l'une des sociétés les plus visibles en tant que première entreprise à fabriquer une puce RISC-V et a un modèle commercial très similaire à celui d'Arm, en accordant sous licence ses conceptions RISC-V personnalisées afin de générer des bénéfices. Aujourd'hui, SiFive fait la promotion des utilisations de sa technologie dans les appareils portables, les voitures et une multitude d'autres domaines. De plus, les entreprises qui utilisaient autrefois d’autres ISA ont effectué une transition complète vers l’utilisation de RISC-V; Microsemi, une filiale de Microchip, a remplacé les cœurs ARM dans son FPGA avec des cœurs RISC-V.

Il est évident que RISC-V a une forte dynamique derrière lui, même s'il n'est pas à la hauteur de ses nobles ambitions.

Mais il existe également des entreprises prenant en charge et utilisant RISC-V auxquelles vous ne vous attendez peut-être pas. Nvidia, membre fondateur, a tenté d'acheter Arm de 2020 à 2022; IBM, un autre membre fondateur, possède son propre PowerPC ISA; Qualcomm, également membre fondateur, est l'un des principaux concepteurs de puces ARM; et Intel, qui a participé au développement de RISC-V et à la fabrication de puces, a créé x86, l'un des ISA les plus anciens et les plus importants jamais créés. Le fait est que de nombreuses entreprises considèrent RISC-V comme quelque chose qui peut exister aux côtés d’autres processeurs et pas seulement comme un simple remplacement d’ARM et x86.

Arm, bien sûr, n'est pas un grand fan de RISC-V et considère le risque de fragmentation comme l'une des principales raisons de ne pas utiliser RISC-V. La fragmentation se produit lorsque les normes technologiques sont peu ou pas appliquées, et la crainte avec RISC-V est que depuis tout peut être modifié, cela pourrait créer un écosystème matériel dans lequel tous les logiciels RISC-V ne peuvent pas fonctionner sur tous les RISC-V puces. Cela se produit déjà car les différentes puces RISC-V pour téléphones ne prennent pas toutes en charge les mêmes systèmes d'exploitation. Bien entendu, les fabricants de puces RISC-V sont fortement incités à adhérer aux normes pour éviter ce problème, et à l'avenir, les entreprises RISC-V devront faire attention à la fragmentation.

Il est évident que RISC-V a une forte dynamique derrière lui, même s'il n'est pas à la hauteur de ses nobles ambitions. Avec des milliers de membres, dont certaines des plus grandes sociétés informatiques du monde, des universités et même des sociétés indiennes Ministère de l'Électronique et des Technologies de l'Information, on voit mal RISC-V ne pas devenir un acteur majeur de l'informatique scène. Peut-être que dans quelques années, les gens se demanderont si ARM ou RISC-V est le meilleur pour les smartphones.