Mi az a RISC-V?

A RISC-V még a számítástechnikai hobbi számára is a gazban van, de talán nem sokáig. Ez a számítástechnika világának egyik feltörekvő csillaga, és a nyílt forráskódú és nyílt szabványú hardverek egyik legsikeresebb (ha nem a legsikeresebb) példája. Az előrejelzések szerint a következő néhány évben több tízmilliárd RISC-V magot adnak majd el, ez a szám vetekszik majd az x86 és KAR magok ugyanabban az időkeretben értékesítettek. Itt van minden, amit tudnia kell a RISC-V-ről és arról, hogy hol tart.

RISC-V: Ingyenes és nyílt szabványú utasításkészlet architektúra

A RISC-V (ejtsd: ötös kockázat) a RISC-V International (korábban RISC-V Foundation) által kifejlesztett és karbantartott utasításkészlet-architektúra (ISA). Az ISA minden CPU tervezés kiindulópontja

és meghatározza az alapvető dolgokat, például az alapvető utasításokat, milyen opcionális utasításokat lehet hozzáadni, és milyen szoftver futhat natívan a CPU-n. Ezenkívül a RISC-V a neve szerint a rművelt énutasítás set számítógép architecture, ami lényegében azt jelenti, hogy az alapértelmezett formájához nagyon kevés utasítás tartozik. Az ARM szintén RISC kivitel míg Az x86 egy összetett utasításkészletű számítógépes kialakítás (CISC).

A RISC-V számára fontosabb, hogy RISC tervezésű legyen, mint az ARM, hogy RISC, vagy az x86 CISC legyen, mert a RISC-V egyedi értékesítési ponttal rendelkezik: nyílt szabvány. Bármely vállalat, amely a RISC-V készlettervet kívánja használni, szabadon megteheti, és tetszés szerint módosíthatja azt. Mivel az x86 az Intel és az AMD közös tulajdona, egyetlen másik cég sem gyárthat (legálisan) x86 processzort, és bár a cégek elkészíthetik saját verziójukat az ARM chipekből, nem csak fizetniük kell Arm cégnek, de nem is módosíthatják az ISA. A RISC-V-vel teljes szabadság.

Nos, talán nem a teljes szabadságot. Bár a RISC-V International (a RISC-V mögött álló vállalat) gyakran "nyitottnak" és „nyílt forráskódú”, nemrég levált a nyílt forráskódról, és most a RISC-V-ről beszél. nyílt szabványú ISA. Ennek az az oka, hogy a tényleges RISC-V chipek védettek és zárt forrásúak lehetnek, még akkor is, ha az ISA nyílt forráskódú. Amit tudnia kell, hogy bár bármely vállalat vagy szervezet ingyenesen használhatja a RISC-V ISA-t, a tényleges termékek le vannak zárva, például az x86 vagy az ARM.

Természetesen ennek a megközelítésnek vannak jó és árnyoldalai is. A jó hír az, hogy nincsenek licencdíjak vagy korlátozások a tervekre vonatkozóan, ami nagyszerű azoknak a cégeknek, amelyek a lehető legautonómabbak akarnak lenni, és csökkenteni szeretnék a fejlesztési költségeket. A rossz hír az, hogy ezt a szabadságot nem könnyű kihasználni, mert a CPU-k tervezése nem egyszerű. Ezenkívül a saját RISC-V processzoraikat gyártó vállalatok nem kötelesek megosztani ezt a technológiát másokkal, de licencbe adhatják a terveket, mint az Arm.

A RISC-V rövid története

A RISC-V furcsa név. Azt gondolhatnánk, hogy ez volt az ötödik a RISC ISA-k sorozatában, és bár ez a történet a neve mögött, ez nem egészen pontos. A RISC-I és RISC-II 1981-ben készült, de a RISC-III és a RISC-IV nem valódi ISA-k. Ehelyett a két ISA-ra, a SOAR-ra és a SPUR-ra használt nevek voltak, amelyek 1984-ben, illetve 1988-ban jelentek meg. Nincs lényeges kapcsolat a RISC-V és ezek a 80-as évekbeli ISA-k között azon a tényen túl, hogy ezek mind RISC tervezésűek.

A RISC-V gyakorlatilag baba az ISA-k között. A RISC-V-vel kapcsolatos munka 2010-ben kezdődött a Berkeley Parallel Computing területén Lab (vagy röviden Par Lab), amely támogatást kapott a Microsofttól, valamint az Inteltől, az x86 megalkotójától EGY. 2011-re elkészült az első RISC-V prototípus. A RISC-V egy kutatási projektből valódi ISA-vá alakult, amelyet a vállalatok használhattak 2014-ben, amikor David Patterson és Krste Asanović dolgozatot adott ki azzal érvelve, hogy a nyílt forráskódú hardver jelenti a jövőt, és a RISC-V az ISA, amely ezt a munkát elvégezte. Egy évvel később létrehozták a RISC-V Alapítványt.

Mindössze nyolc év telt el azóta, hogy a RISC-V berobbant a színre, és mivel a chipek tervezése önmagában évekbe telhet, nehéz felmérni, hol tart most a RISC-V. Amit tudunk, az az, hogy a RISC-V International több mint 3500 tagja van, szemben a 2020 elején mért 600-zal, 2021 elején 1500-zal és 2021 végén 2200-zal. Ami a tényleges piaci részesedést illeti, nehéz megmondani, de 2023. május, Mark Himelstein, a RISC-V műszaki igazgatója Azt állította, hogy a tagvállalatok "tízmilliárd" RISC-V magot adtak el, ami összhangban van a 2022-re és 2023-ra vonatkozó előrejelzésekkel.

A RISC-V arra törekszik, hogy a CPU-piacot meghódítsa

A RISC-V International nagy játékról beszél a növekedést illetően, hivatkozva egy tanulmányra, amely előrejelzi 2025-ig 60 milliárd RISC-V magot adnak el és egy másik, amely a RISC-V összetett éves növekedési ütemét (vagy CAGR) jósolja 2027-ig csak 35%-tól marad el. A 35%-os CAGR rendkívül agresszív és gyors egy ilyen bevált iparágban, de növekszik számos vállalat igyekszik saját chipeket megtervezni, és ez biztosan segíti a RISC-V-t. növekedés. A RISC-V kulcsfontosságú piacai közé tartoznak az ipari alkalmazások, az 5G és a mobil, de az alacsony kategóriás okostelefonok, PC-k, játékkonzolok és szerverek is.

A RISC-V bevezetése olyan cégek alapításához vezetett, amelyek kizárólag RISC-V chipekkel foglalkoznak. A SiFive az egyik leglátványosabb cég, mint az első olyan vállalat, amely RISC-V chipet gyártott, és nagyon hasonló üzleti modellel rendelkezik, mint az Arm, és az egyedi RISC-V dizájnokat engedélyezi, hogy profitot termeljen. Ma a SiFive hirdeti technológiájának hordható eszközökben, autókban és sok más területen való felhasználását. Ezenkívül azok a vállalatok, amelyek korábban más ISA-t használtak, teljes mértékben áttértek a RISC-V használatára; A Microsemi, a Microchip leányvállalata lecserélte az ARM magokat FPGA-k RISC-V magokkal.

Nyilvánvaló, hogy a RISC-V rengeteg lendületet tudhat maga mögött, még akkor is, ha nem felel meg magasztos ambícióinak.

De vannak olyan cégek is, amelyek támogatják és használják a RISC-V-t, amelyekre nem számíthat. Az Nvidia alapító tagja 2020 és 2022 között kísérelte meg megvásárolni az Arm-ot; Az IBM, egy másik alapító tag, saját PowerPC ISA-val rendelkezik; A Qualcomm, szintén alapító tag, vezető ARM chiptervező; és az Intel, amely részt vett a RISC-V fejlesztésében és fejlesztési lapkákat készített, elkészítette az x86-ot, az egyik legrégebbi és legfontosabb ISA-t. A helyzet az, hogy sok vállalat úgy tekint a RISC-V-re, mint ami más CPU-k mellett is létezhet, és nem csak az ARM és az x86 helyettesítője.

Arm természetesen nem nagy rajongója a RISC-V-nek, és a töredezettség kockázatát tekinti a RISC-V használatának mellőzésének fő okának. A töredezettség az, amikor a technológiai szabványokat lazán vagy nem érvényesítik, és a RISC-V esetében attól tartanak, hogy azóta mindent lehet módosítani, létrehozhat egy hardveres ökoszisztémát, ahol nem minden RISC-V szoftver futhat az összes RISC-V-n hasábburgonya. Ez valójában már megtörténik, mivel a telefonokhoz készült különböző RISC-V chipek nem mindegyike támogatja ugyanazt az operációs rendszert. Természetesen a RISC-V chipgyártók erős ösztönzést kapnak a szabványok betartására, hogy elkerüljék ezt, és a jövőben a RISC-V vállalatoknak vigyázniuk kell a széttagoltságra.

Nyilvánvaló, hogy a RISC-V rengeteg lendületet tudhat maga mögött, még akkor is, ha nem felel meg magasztos ambícióinak. Több ezer taggal, köztük a világ vezető számítástechnikai cégeivel, egyetemeivel és még India Az Elektronikai és Informatikai Minisztérium, nehéz belátni, hogy a RISC-V ne váljon jelentős szereplővé a számítástechnikában színhely. Talán néhány év múlva az emberek azon fognak vitatkozni, hogy az ARM vagy a RISC-V a legjobb az okostelefonokhoz.