RISC-V: Hogyan tolják a vállalatok a jövőbe

Kulcs elvitelek

• A RISC-V egyre nagyobb lendületet kap, amikor a nagyvállalatok, például a Google és a Qualcomm visszaállítják az alternatív utasításkészlet-architektúrát, megkérdőjelezve az x86 és az ARM dominanciáját.
• A RISC-V egy nyílt forráskódú ISA, amelyet a licencdíjak megszüntetésére terveztek. A RISC-V Alapítvány több mint 100 tagjával már jelentős támogatásra tett szert.
• A RISE, a RISC-V-vel és a Linux Alapítvánnyal együttműködésben megvalósuló projekt az új ISA bevezetésének kihívását igyekszik megbirkózni azáltal, hogy a tagoknak pénzt vagy mérnöki időt írnak elő. A RISC-V eszközök már elérhetőek, elsősorban a beágyazott rendszerekben és a kínai piacon.

RISC-V A közelmúltban mindenhol jelen volt, és az alternatív utasításkészlet architektúra (ISA) lendületet adott az x86 és az ARM dominanciájának kihívására. Ez több nagy horderejű bejelentést is tartalmazott Qualcomm és Google, valamint a közelmúltban kialakult a RISE (RISC-V Software Ecosystem) projekt a Red Hattől az Intelig mindenki támogatásával. A Google nemrég még bejelentette, hogy a natív

Android támogatás érkezik a RISC-hez.

A nagy cégek egyesülnek a RISC-V mögött, és bár még nem világos, hogy képes lesz-e megfelelni a hype-nak, rengeteg komoly szereplő (köztük olyanok is, akikre talán nem is számíthat) leteszik a zsetonjait. Az utasításkészletek a technológia kulcsfontosságú csataterévé válnak a következő évtizedben, és a RISC gyorsan lendületet kap.

Mi az utasításkészlet?

A CPU architektúra összetett építőköve

Mielőtt rátérnénk a RISC-V-re, beszéljünk az utasításkészletekről, amelyek a CPU architektúrák egyik alapvető építőkövei, és meghatározzák a CPU által végrehajtható feladatokat. Ezek az utasítások a nagyon egyszerűtől, mint például az ADD (az értékek hozzáadása két megadott regiszterben vagy memóriacímben), az összetettebb memóriabiztonsági vagy -kezelési utasításokig terjednek. Az utasításkészlet egy ISA egészét vagy egy részét valósítja meg, amely utasítások tartományát ad meg azok várható bemeneti adataival és viselkedésével együtt. Ezt általában csökkentett vagy összetett utasításkészletű számítógépeknek (RISC és CISC) írják le.

A kettő közötti különbség trükkös lehet, de elképzelhető, hogy a RISC sok apró utasítást próbál kombinálni. a dolgok gyorsan (általában egyetlen óraciklus alatt), míg a CISC sokkal több utasítást tartalmaz több funkcióval hosszabb. Az x86 ISA-t (a legszélesebb körben elterjedt CISC ISA-t) vagy annak egy részét megvalósító CPU általában több száz utasítást valósít meg, míg a RISC CPU-k esetében gyakori, hogy 100 alatt hajtanak végre. A legtöbb ISA-hoz nincs szükség fix számú utasításra a végső utasításkészletben, ehelyett moduláris felépítést kínálnak a gyártók által opcionálisan megvalósított több bővítménnyel.

Mivel egy utasításkészlet alapvetően meghatározza a szoftverek rendelkezésére álló eszközöket, megváltoztatható nehéz, mivel az ISA-k megkövetelik a számítógépen futó összes szoftvert újraépíteni (vagy újrafordítani) a új ISA. Ez gyakran jelentős módosításokat tesz szükségessé minden egyes szoftverrészleten, és költséges és időigényes folyamat, amely jelentős fejlesztői támogatást igényel. Az ISA-k megváltoztatása éppen ezért ritka, és egy nagyon valós tyúk-tojás probléma áll fenn abban, hogy a fejlesztők rávegyék a szoftvereiket egy új ISA támogatására. Itt jön be a RISC-V.

Mi az a RISC-V?

Egy ISA, amely folyamatosan növekszik

A RISC-V egy ISA, amelyet először a U.C. Parallel Computing Laboratory-ban hoztak létre. Berkeley 2010-ben. Ez egy jogdíjmentes, nyílt forráskódú ISA, amelynek célja, hogy ne kelljen licencdíjat fizetni, általában az Intelnek vagy az ARM-nek. 2015-ben a RISC-V kilépett a laborból, és megalakult a RISC-V Alapítvány 36 alapító taggal. Ebből lett később a RISC-V International, amely egy új, tagságra épülő befektetési struktúra mellett ma is folytatja a RISC-V kutatását és irányítását. Az alapítvány jelenleg több mint 100 tagot számlál, és folyamatosan szervez rendezvényeket világszerte, hogy támogassa a RISC-V növekedését.

Mi az a RISE?

A RISE-t az év elején alapították a RISC-V és a Linux Foundation együttműködésében, és már támogatja többek között az Intel, a MediaTek, a Red Hat, a Qualcomm és a Google támogatását. A RISE a szoftver eszközláncainak fejlesztésére összpontosít, hogy támogassa a RISC-V növekedését. A projekt irányát a többi Linux Foundation projekthez hasonlóan egy technikai irányító bizottság határozza meg.

A RISE közvetlenül kezeli az új ISA bevezetésének tyúk-tojás problémáját azáltal, hogy megköveteli tagjaitól dollárértékek vagy tervezési idő kötelezettségvállalását.

A RISE közvetlenül kezeli az új ISA elfogadásának tyúk-tojás problémáját azáltal, hogy megköveteli tagjaitól, hogy kötelezzék el magukat. dollár értékben vagy tervezési idő alatt nyílt forráskódú szoftvert kell kifejleszteni a RISC-V-hez, és máris remekül megy lépésekkel. Például az Androidot már átépítették a RISC-V-hez, akárcsak az Ubuntut és néhány más Linux disztribúciót.

Mikor láthatjuk a RISC-V-t a vadonban?

Ott vannak, ha tudod, hol keress

A RISC-V eszközök már kaphatók, bár többnyire beágyazott rendszerekben vagy a kínai piacra gyártott vagy célzott eszközökben. Mind Kína, mind Oroszország erősen hajlott a RISC-V-re a közelmúltban, hogy a nyugati technológiáktól való függéstől eltérhessen. Számos RISC-V alapú laptop elérhető az Alibabán, és a RISC-V fejlesztőkártyák is eljutottak a nyugati piacra. A kínai Sipeed cég RISC-V alapú fejlesztőkártyákat kínál a következő méretekben: Steam Deck alternatívák a kézi Linux terminálokhoz, a Huawei pedig kiadta első RISC-V alapú fejlesztőkészletét HarmonyOS-alapú IoT-eszközökhöz még 2021-ben.

Hasonlóképpen, 2021-ben az Intel két új arizonai gyártólétesítmény kialakításában tört ki teret, és bejelentette, hogy 2025-ben megkezdődik további kettő építése Ohióban. Az Intel azon dolgozik feltámasztja öntödei tevékenységét az elmúlt években, és a RISC-V chipek nagy beáramlása segíthet nekik feltölteni az új, egyesült államokbeli gyárak kötetét. Ez egy olyan szerencsejáték, amelyet sok cég vállal, és korán belemerül a RISC-V-be, hogy elkerülje a lemaradást, és tapasztalatokat szerezzen, miközben a RISC-V még gyerekcipőben jár.

Készen áll a nagy időre?

De a RISC-V még nem áll készen a nagy időre. Bár az ARM drága lehet, a technológiáját alaposan kidolgozták. A CISC ISA-k eredetileg azért váltak népszerűvé, mert lehetővé tették a korai mérnökök számára, hogy egyszerűen beépítsék a CPU-jukba azokat a funkciókat, amelyek a bonyolultabb számítástechnikához szükségesek. Az elmúlt évtizedben azonban KARA RISC-alapú tervezések képességei és kompetenciája nőtt, miközben általában véve energiahatékonyabb megoldás maradt.

A RISC-V természetesen az ARM nyomdokaiba lép, először az alacsony fogyasztású és energiahatékony eszközök piacát bontja ki.

Elméletileg az ARM és RISC-V CPU-knak hasonló teljesítményre kell képesnek lenniük. Az ARM szoftvertámogatás azonban már most is kiterjedt (a CPU-k már telefonokat és laptopokat is futtatnak), így óriási előnyt jelent az új RISC-V eszközökkel szemben.

Ez az előrelépés az oka annak, hogy a RISC-V (még) nem jelent kihívást az ARM-eszközök számára a legtöbb fogyasztó számára. természetesen az ARM nyomdokaiba lépve piacot alakított ki az alacsony fogyasztású és energiahatékony eszközök számára első. A piac alsó szegmensének megcélzása lehetővé teszi a RISC-V számára, hogy először létrehozza a szerszámozási és fejlesztői támogatási bázist, valamint finomítsa energiahatékonyságát mind hardver, mind szoftver szinten. A RISC-V International (és tágabb értelemben tagvállalatai) megkezdik a termékek áthelyezését a RISC-V-be most abban a reményben, hogy a fejlesztés előrehaladtával egyre erősebb és energiahatékonyabb megvalósítások lesznek elérhető.

Intel?

Ahogy korábban említettük, még az Intel (a nyereséges x86 ISA tulajdonosa) is nagyot fektet a RISC-V-be. Az Intelnek az energiahatékony x86-os eszközök biztosításával kapcsolatos nehézségei miatt az elmúlt időszakban jelentős veszteséget szenvedett az ARM-mel szemben. évtizedben, beleértve az Apple ARM-központú házon belüli szilíciumának nagy részét, valamint a Qualcommot és a Samsungot a szélesebb mobilokban piac.

A RISC architektúrákban rejlő lehetőségeket már régóta felismerték, és ez a lehetőség kulcsfontosságú volt az Apple azon korai döntésében, hogy a RISC-alapú Motorola és PowerPC chipeket alkalmazza a korai Mac gépeken. De az elmúlt évtizedben az ARM szabadjára engedte ezt a lehetőséget. Az Intel most már a legdominánsabb kategóriákban is elveszíti az x86-os piaci részesedését az ARM-mel szemben, mivel az AWS keményen szorgalmazza az új Graviton-alapú ARM chipeket, mint az x86-nál olcsóbb alternatívát a felhőben. Az Intel a RISC-V-be való jelentős befektetés mellett döntött, nyilvános kötelezettségvállalással 1 milliárd dollár öntödei szolgáltatásaihoz, beleértve a RISC-V gyárakba történő jelentős beruházást.

Utolérheti a RISC-V?

Csak az idő fogja megmondani

A RISC-V sikeressége iránti igény egyértelmű. A vállalkozások nem kívánják továbbra is kitömni az Intel/ARM zsebeit licencdíjaikkal, és az ARM az Intellel szembeni versengés révén megnyitotta az utat az alacsony fogyasztású RISC chipek felé. A RISC-V megpróbálja utánozni az ARM sikerhez vezető útját, először a kisebb teljesítményű és a fejlesztési területeken versenyezve.

Ez olyasmi, ami már most is megtörténik, például a Google és a Qualcomm bejelentésével RISC-V alapú Snapdragon Wear platform. Az is világos, hogy a RISE létrehozásával és a nagyvállalatokba történő folyamatos beruházással mind az OEM, mind a fogyasztói térben a RISC-V támogatása megvan. Továbbra sem világos, hogy a jelenlegi lendület elegendő-e ahhoz, hogy a RISC-V-t átvigye az ARM-hez közeledő lassú lomhán, de egyértelmű üzleti érdeke van a RISC-V sikerének. Az ARM rekord, több mint 800 millió dolláros bevételről számolt be csak az idei év második negyedévében, ami végső soron más vállalatok nyereségéből származik. Ennek ellenére a múltban voltak sikertelen szerencsejátékok, amelyek közül a PowerPC kiemelkedett, így meg kell néznünk, hogy a RISC-V innentől merre halad.