RISC-V: comment les entreprises le poussent vers l'avenir

Points clés à retenir

• RISC-V prend de l'ampleur alors que de grandes entreprises comme Google et Qualcomm soutiennent l'architecture alternative du jeu d'instructions, remettant en question la domination de x86 et d'ARM.
• RISC-V est un ISA open source conçu pour éliminer les frais de licence. Il a déjà obtenu un soutien important auprès de plus de 100 membres de la Fondation RISC-V.
• RISE, un projet en collaboration avec RISC-V et la Linux Foundation, relève le défi de l'adoption d'une nouvelle ISA en exigeant que les membres contribuent en argent ou en temps d'ingénierie. Les appareils RISC-V sont déjà disponibles, principalement dans les systèmes embarqués et sur le marché chinois.

RISC-V a été partout récemment, avec l'architecture alternative de jeu d'instructions (ISA) créant une dynamique pour contester la domination de x86 et d'ARM. Cela a inclus plusieurs annonces très médiatisées de Qualcomm et Google, ainsi que la formation récente du Projet RISE (écosystème logiciel RISC-V) avec le soutien de tous, de Red Hat à Intel. Google a même récemment annoncé que le natif

Le support Android arrive sur RISC.

Les grandes entreprises s'unissent derrière RISC-V, et même s'il n'est pas encore clair s'il peut être à la hauteur du battage médiatique, de nombreux acteurs sérieux (y compris certains auxquels on ne s'attend peut-être pas) mettent leurs jetons. Les jeux d’instructions s’annoncent comme un champ de bataille clé pour la technologie au cours de la prochaine décennie et RISC prend rapidement de l’ampleur.

Qu'est-ce qu'un jeu d'instructions?

Un élément constitutif complexe de l’architecture CPU

Avant d'aborder RISC-V, parlons des jeux d'instructions, qui sont l'un des éléments fondamentaux des architectures de processeur et définissent les tâches qu'un processeur peut effectuer. Ces instructions vont des instructions très simples, comme ADD (addition des valeurs dans deux registres ou adresses mémoire données), à des instructions plus complexes pour la sécurité ou la gestion de la mémoire. Un jeu d'instructions implémente tout ou partie d'un ISA, qui spécifie une plage d'instructions ainsi que leurs entrées et leur comportement attendus. Ceci est normalement décrit comme des ordinateurs à jeu d'instructions réduits ou complexes (RISC et CISC).

La différence entre ces deux peut être délicate, mais vous pouvez considérer RISC comme une tentative de combiner de nombreuses petites instructions à effectuer. les choses rapidement (normalement dans un seul cycle d'horloge), alors que CISC a beaucoup plus d'instructions avec plus de fonctionnalités qui pourraient prendre plus long. En règle générale, un processeur implémentant tout ou partie de l'ISA x86 (l'ISA CISC le plus largement adopté) implémentera plusieurs centaines d'instructions, alors qu'il est courant que les processeurs RISC en implémentent moins de 100. La plupart des ISA ne nécessitent pas un nombre fixe d'instructions dans le jeu d'instructions final, mais proposent plutôt une conception modulaire avec plusieurs extensions éventuellement implémentées par les fabricants.

Puisqu'un jeu d'instructions définit fondamentalement les outils disponibles pour le logiciel, sa modification peut être difficile puisque les ISA exigent que tous les logiciels exécutés sur un ordinateur soient reconstruits (ou recompilés) pour un nouvelle ISA. Cela nécessite souvent des modifications importantes de chaque élément du logiciel et constitue un processus coûteux et long qui nécessite un soutien important des développeurs. Changer d'ISA est rare précisément pour cette raison, et il existe un véritable problème de poule et d'œuf pour amener les développeurs à créer leur logiciel pour prendre en charge une nouvelle ISA. C'est là qu'intervient RISC-V.

Qu’est-ce que RISC-V?

Une ISA en constante croissance

RISC-V est un ISA créé pour la première fois au Parallel Computing Laboratory de l'U.C. Berkeley en 2010. Il s'agit d'un ISA open source libre de droits conçu pour éliminer le besoin de payer des frais de licence, normalement à Intel ou ARM. En 2015, RISC-V a quitté le laboratoire et la Fondation RISC-V a été lancée avec 36 membres fondateurs. Celui-ci est devenu plus tard RISC-V International, qui, dans le cadre d'une nouvelle structure d'investissement basée sur les membres, poursuit aujourd'hui la recherche et la gouvernance de RISC-V. La fondation compte désormais plus de 100 membres et organise continuellement des événements dans le monde entier pour soutenir la croissance de RISC-V.

Qu’est-ce que RISE ?

RISE a été fondée plus tôt cette année en collaboration avec RISC-V et la Linux Foundation, et bénéficie déjà du soutien d'Intel, MediaTek, Red Hat, Qualcomm et Google, entre autres. RISE se concentre sur l'amélioration des chaînes d'outils logiciels pour soutenir la croissance de RISC-V. L'orientation du projet est définie par un comité de pilotage technique, à l'instar des autres projets de la Linux Foundation.

RISE s'attaque directement au problème de l'œuf et de la poule que pose l'adoption d'une nouvelle ISA en exigeant de ses membres qu'ils engagent des valeurs monétaires ou du temps d'ingénierie.

RISE s'attaque directement au problème de l'œuf et de la poule que pose l'adoption d'un nouvel ISA en exigeant de ses membres qu'ils s'engagent des valeurs monétaires ou du temps d'ingénierie pour développer un logiciel open source pour RISC-V, et cela rapporte déjà beaucoup des progrès. Par exemple, Android a déjà été reconstruit pour RISC-V, tout comme Ubuntu et certaines autres distributions Linux.

Quand pourrions-nous voir RISC-V dans la nature?

Ils sont là si tu sais où chercher

Les appareils RISC-V sont déjà disponibles, mais principalement dans des systèmes embarqués ou dans des appareils fabriqués ou destinés au marché chinois. La Chine et la Russie se sont récemment fortement appuyées sur RISC-V afin de se diversifier et de ne plus dépendre des technologies occidentales. Plusieurs ordinateurs portables basés sur RISC-V sont disponibles sur Alibaba, et les cartes de développement RISC-V font leur chemin vers le marché occidental. La société chinoise Sipeed propose des cartes de développement basées sur RISC-V dans des formats allant de Alternatives au Steam Deck aux terminaux Linux portables, et Huawei a publié ses premiers kits de développement basés sur RISC-V pour les appareils IoT basés sur HarmonyOS de retour en 2021.

De même, Intel a inauguré en 2021 deux nouvelles installations de fabrication en Arizona et a annoncé que la construction de deux autres dans l'Ohio débuterait en 2025. Intel s'est efforcé de relancer ses opérations de fonderie ces dernières années, et un afflux important de puces RISC-V pourrait les aider à compléter le volume de ces nouvelles usines basées aux États-Unis. C'est un pari que de nombreuses entreprises prennent, en se lançant tôt dans RISC-V pour éviter d'être laissées pour compte et acquérir de l'expérience alors que RISC-V en est encore à ses balbutiements.

Est-il prêt pour le grand moment ?

Mais RISC-V n’est pas tout à fait prêt pour le grand moment. Même si ARM peut être coûteux, sa technologie a été bien perfectionnée. Les ISA CISC ont initialement gagné en popularité car ils permettaient aux premiers ingénieurs d'implémenter facilement dans leurs processeurs des fonctionnalités nécessaires à un calcul plus complexe. Cependant, au cours de la dernière décennie, BRASLes conceptions basées sur RISC ont gagné en capacité et en compétence tout en restant une option généralement plus économe en énergie.

RISC-V suit naturellement les traces d'ARM en se créant d'abord un marché pour les appareils à faible consommation et économes en énergie.

En théorie, les processeurs ARM et RISC-V devraient être capables de performances similaires. Cependant, la prise en charge du logiciel ARM est déjà étendue (avec ses processeurs exécutant déjà des téléphones et des ordinateurs portables), ce qui lui confère une énorme avance initiale sur tous les nouveaux appareils RISC-V.

Cette longueur d'avance explique en partie pourquoi RISC-V ne défie pas (encore) les appareils ARM pour la plupart des consommateurs, suivre naturellement les traces d'ARM en se créant un marché pour les appareils à faible consommation et économes en énergie d'abord. Cibler le segment bas de gamme permettra à RISC-V d'établir d'abord une base d'outils et de support aux développeurs, ainsi que d'affiner son efficacité énergétique au niveau matériel et logiciel. RISC-V International (et, par extension, ses sociétés membres) commencent à travailler sur le déplacement des produits vers RISC-V maintenant dans l'espoir qu'à mesure que le développement progresse, des implémentations plus puissantes et plus économes en énergie deviendront disponible.

Intel?

Comme nous l'avons mentionné plus tôt, même Intel (le propriétaire du très rentable ISA x86) investit massivement dans RISC-V. Les difficultés d'Intel à fournir des appareils x86 économes en énergie l'ont conduit à perdre considérablement face à ARM au cours des dernières années. décennie, y compris sur la majeure partie du silicium interne d'Apple axé sur ARM et sur Qualcomm et Samsung dans le secteur mobile au sens large. marché.

Le potentiel des architectures RISC est reconnu depuis longtemps, un potentiel qui a été l'un des principaux moteurs de la décision initiale d'Apple d'adopter les puces Motorola et PowerPC basées sur RISC dans les premiers Mac. Mais au cours de la dernière décennie, ARM a libéré ce potentiel. Intel se retrouve désormais à perdre des parts de marché x86 au profit d'ARM, même dans ses catégories les plus dominantes, AWS poussant les nouvelles puces ARM basées sur Graviton comme une alternative moins chère que x86 dans le Cloud. Intel a décidé d'investir massivement dans RISC-V, en s'engageant publiquement 1 milliard de dollars à ses services de fonderie, y compris un investissement important dans les usines de fabrication RISC-V.

RISC-V peut-il rattraper son retard?

Seul le temps nous le dira

La demande de réussite de RISC-V est claire. Les entreprises n'ont aucune envie de continuer à remplir les poches d'Intel/ARM avec leurs frais de licence, et ARM a ouvert la voie aux puces RISC basse consommation en rivalisant avec Intel. RISC-V tentera d'imiter le chemin du succès d'ARM, en rivalisant d'abord dans les domaines de faible consommation et de développement.

C'est quelque chose que nous constatons déjà, par exemple avec l'annonce par Google et Qualcomm d'un Plateforme Snapdragon Wear basée sur RISC-V. Il est également clair qu'avec la création de RISE et les investissements continus dans de grandes entreprises du secteur OEM et grand public, le support pour RISC-V est là. On ne sait pas encore si son élan actuel est suffisant pour permettre à RISC-V de rattraper ARM, mais il existe un intérêt commercial évident à ce que RISC-V réussisse. ARM a déclaré un chiffre d'affaires record de plus de 800 millions de dollars au deuxième trimestre de cette année seulement, qui provient en fin de compte d'une part des bénéfices d'autres sociétés. Cela dit, il y a eu des paris ratés dans le passé, avec PowerPC se démarquant, nous devrons donc voir où va RISC-V à partir de maintenant.