Što je RISC-V?

Čak i za računalne hobiste, RISC-V je malo u korovu, ali možda ne zadugo. To je jedna od zvijezda u usponu u svijetu računalstva i jedan je od najuspješnijih (ako ne i najuspješniji) primjera open-source i open-standard hardvera. Predviđa se da će deseci milijardi RISC-V jezgri biti prodani tijekom sljedećih nekoliko godina, broj koji bi mogao parirati količini x86 i RUKA prodanih jezgri u istom vremenskom okviru. Ovdje je sve što trebate znati o RISC-V i kamo ide.

RISC-V: besplatna i otvorena standardna arhitektura skupa instrukcija

RISC-V (izgovara se "rizik pet") je arhitektura skupa instrukcija (ISA) koju je razvila i održava RISC-V International (bivša Zaklada RISC-V). ISA je početna točka svakog CPU dizajna i određuje temeljne stvari kao što su osnovne upute, koje se izborne upute mogu dodati i koja vrsta softvera može izvorno raditi na CPU-u. Osim toga, RISC-V je, prema svom nazivu, a

robrazovan jauputa si računalo architecture, što u osnovi znači da njegov zadani oblik dolazi s vrlo malo uputa. ARM je također RISC dizajn dok x86 je složen računalni dizajn skupa instrukcija (CISC).

Za RISC-V je važnije biti RISC dizajn nego što je ARM RISC ili x86 CISC jer RISC-V ima jedinstvenu prodajnu prednost: otvoren je standard. Svaka tvrtka koja želi koristiti standardni RISC-V dizajn može to učiniti i modificirati ga kako god želi. Budući da je x86 u zajedničkom vlasništvu Intela i AMD-a, nijedna druga tvrtka ne može (legalno) proizvoditi x86 procesore, iako tvrtke mogu izraditi vlastitu verziju ARM čipova, ne samo da moraju platiti tvrtki Arm, već ne mogu ni mijenjati ISA. Uz RISC-V, to je potpuna sloboda.

Pa, možda ne potpuna sloboda. Iako se RISC-V International (tvrtka koja stoji iza RISC-V) često predstavlja kao "otvorena" i "otvoreni kod", nedavno se udaljio od otvorenog koda i sada govori o RISC-V kao ISA otvorenog standarda. To je zato što stvarni RISC-V čipovi mogu biti vlasnički i zatvorenog koda, iako je ISA otvorenog koda. Ono što trebate znati je da iako bilo koja tvrtka ili organizacija može koristiti RISC-V ISA besplatno, stvarni proizvodi mogu biti zaključani kao što su x86 ili ARM.

Naravno, ovaj pristup ima dobre i loše strane. Dobra vijest je da nema naknada za licenciranje niti ograničenja za dizajn, što je odlično za tvrtke koje žele biti što autonomnije i smanjiti troškove razvoja. Loša vijest je da korištenje ove količine slobode nije jednostavno jer dizajn CPU-a nije jednostavan. Osim toga, tvrtke koje proizvode vlastite RISC-V procesore nisu obvezne dijeliti tu tehnologiju s drugima, ali mogu licencirati dizajn kao što to čini Arm.

Kratka povijest RISC-V

RISC-V je čudno ime. Pomislili biste da je to peti u nizu RISC ISA-ova, i iako je to priča iza njegovog imena, to nije baš točno. RISC-I i RISC-II dizajnirani su 1981., ali RISC-III i RISC-IV nisu pravi ISA. Umjesto toga, to su bili nazivi primijenjeni na dva ISA-a pod nazivom SOAR i SPUR, koji su izašli 1984. odnosno 1988. godine. Ne postoji značajna veza između RISC-V i ovih ISA-ova iz 80-ih osim činjenice da su svi oni RISC dizajni.

RISC-V je praktički beba među ISA-ima. Rad na RISC-V započeo je 2010. u Berkeleyjevom Parallel Computingu Lab (ili skraćeno Par Lab), koji je dobio sredstva od Microsofta, kao i od Intela, tvorca x86 JE. Do 2011. prvi prototip RISC-V bio je spreman za proizvodnju. RISC-V se transformirao iz istraživačkog projekta u pravi ISA koji su tvrtke mogle koristiti 2014. kada su David Patterson i Krste Asanović objavio rad tvrdeći da je open-source hardver budućnost i da je RISC-V ISA za obavljanje posla. Godinu dana kasnije stvorena je Zaklada RISC-V.

Prošlo je samo osam godina otkako je RISC-V izbio na scenu, a budući da projektiranje čipova može trajati samo godinama, teško je procijeniti gdje je RISC-V sada. Ono što znamo jest da postoji više od 3500 članova RISC-V Internationala, u odnosu na 600 početkom 2020., 1500 početkom 2021. i 2200 krajem 2021. Što se tiče stvarnog tržišnog udjela, teško je reći, ali in Svibanj 2023. RISC-V tehnički direktor Mark Himelstein tvrdio je da su tvrtke članice prodale "10 milijardi" RISC-V jezgri, što je u skladu s predviđanjima za 2022. i 2023.

Ambicije RISC-V-a da osvoji tržište CPU-a

RISC-V International govori o velikoj igri kada je u pitanju rast, citirajući jednu studiju koja predviđa 60 milijardi RISC-V jezgri bit će prodano do 2025 a drugi koji predviđa složenu godišnju stopu rasta (ili CAGR) RISC-V-a bit će malo manje od 35% do 2027. CAGR od 35% iznimno je agresivan i brz u tako uspostavljenoj industriji, ali raste brojne tvrtke žele dizajnirati vlastite čipove, a to će sigurno pomoći u razvoju RISC-V-a rast. Ključna tržišta za RISC-V uključuju industrijske aplikacije, 5G i mobilne telefone, ali i jeftine pametne telefone, računala, igraće konzole i poslužitelje.

Uvođenje RISC-V dovelo je do osnivanja tvrtki koje se bave isključivo RISC-V čipovima. SiFive je jedna od najvidljivijih kao prva tvrtka koja je napravila RISC-V čip i ima vrlo sličan poslovni model kao Arm, licencirajući svoje prilagođene RISC-V dizajne kako bi ostvarila profit. Danas SiFive reklamira upotrebu svoje tehnologije u nosivim uređajima, automobilima i mnoštvu drugih područja. Nadalje, tvrtke koje su nekoć koristile druge ISA-e napravile su potpuni prijelaz na korištenje RISC-V; Microsemi, podružnica Microchipa, zamijenila je ARM jezgre u svom FPGA s RISC-V jezgrama.

Očito je da RISC-V ima tonu zamaha iza sebe, čak i ako ne ispunjava svoje visoke ambicije.

Ali postoje i tvrtke koje podržavaju i koriste RISC-V koje možda ne očekujete. Nvidia, jedan od osnivača, pokušala je kupiti Arm od 2020. do 2022.; IBM, još jedan osnivač, ima vlastiti PowerPC ISA; Qualcomm, također jedan od osnivača, vodeći je dizajner ARM čipova; i Intel, koji je bio uključen u razvoj RISC-V i izradio razvojne čipove, napravio je x86, jedan od najstarijih i najvažnijih ISA-a ikada. Stvar je u tome što mnoge tvrtke vide RISC-V kao nešto što može postojati uz druge procesore, a ne samo kao jednostavnu zamjenu za ARM i x86.

Arm, naravno, nije veliki obožavatelj RISC-V i vidi rizik od fragmentacije kao ključni razlog da ne koristite RISC-V. Fragmentacija je kada su tehnološki standardi labavi ili se ne provode, a strah kod RISC-V je da od sve se može modificirati, moglo bi se stvoriti hardverski ekosustav u kojem se ne može sav RISC-V softver izvoditi na svim RISC-V čips. To se zapravo već događa jer različiti RISC-V čipovi za telefone ne podržavaju svi iste operativne sustave. Naravno, postoji snažan poticaj za proizvođače RISC-V čipova da se pridržavaju standarda kako bi izbjegli upravo to, au budućnosti će RISC-V tvrtke morati paziti na fragmentaciju.

Očito je da RISC-V ima tonu zamaha iza sebe, čak i ako ne ispunjava svoje visoke ambicije. S tisućama članova uključujući neke od vodećih svjetskih računalnih kompanija, sveučilišta, pa čak i indijskih Ministarstvo elektronike i informacijske tehnologije, teško je vidjeti da RISC-V neće postati glavni igrač u računalstvu scena. Možda će se za nekoliko godina ljudi svađati oko toga je li ARM ili RISC-V najbolji za pametne telefone.