RISC-V: Bagaimana perusahaan mendorongnya ke masa depan

Poin Penting

• RISC-V mendapatkan momentum ketika perusahaan besar seperti Google dan Qualcomm mendukung arsitektur set instruksi alternatif, menantang dominasi x86 dan ARM.
• RISC-V adalah ISA sumber terbuka yang dirancang untuk menghilangkan biaya lisensi. Hal ini telah mendapatkan dukungan yang signifikan dengan lebih dari 100 anggota di RISC-V Foundation.
• RISE, sebuah proyek yang bekerja sama dengan RISC-V dan Linux Foundation, mengatasi tantangan penerapan ISA baru dengan mewajibkan anggotanya menyumbangkan uang atau waktu teknis. Perangkat RISC-V sudah tersedia, terutama di sistem tertanam dan pasar Cina.

RISC-V telah ada dimana-mana akhir-akhir ini, dengan arsitektur set instruksi alternatif (ISA) yang membangun momentum untuk menantang dominasi x86 dan ARM. Ini termasuk beberapa pengumuman penting dari Qualcomm dan Google, serta pembentukan baru-baru ini Proyek RISE (Ekosistem Perangkat Lunak RISC-V). dengan dukungan dari semua orang mulai dari Red Hat hingga Intel. Google bahkan baru-baru ini mengumumkan yang asli Dukungan Android akan hadir di RISC.

Perusahaan-perusahaan besar bersatu mendukung RISC-V, dan meskipun masih belum jelas apakah RISC-V dapat memenuhi ekspektasi tersebut, banyak pemain serius (termasuk beberapa yang mungkin tidak Anda duga) mulai menurunkan kemampuan mereka. Rangkaian instruksi akan menjadi medan pertempuran utama bagi teknologi selama dekade berikutnya dan RISC dengan cepat mendapatkan momentumnya.

Apa itu set instruksi?

Sebuah blok bangunan arsitektur CPU yang kompleks

Sebelum kita masuk ke RISC-V, mari kita bahas tentang set instruksi, yang merupakan salah satu blok dasar arsitektur CPU dan menentukan tugas yang dapat dilakukan CPU. Instruksi ini berkisar dari yang sangat sederhana, seperti ADD (menambahkan nilai dalam dua register atau alamat memori tertentu), hingga instruksi yang lebih kompleks untuk keamanan atau manajemen memori. Kumpulan instruksi mengimplementasikan seluruh atau sebagian dari ISA, yang menentukan serangkaian instruksi beserta masukan dan perilaku yang diharapkan. Ini biasanya digambarkan sebagai Komputer Set Instruksi yang Dikurangi atau Kompleks (RISC dan CISC).

Perbedaan antara keduanya mungkin rumit, tetapi Anda dapat menganggap RISC mencoba menggabungkan banyak instruksi kecil yang harus dilakukan segala sesuatunya dengan cepat (biasanya dalam satu siklus clock), sedangkan CISC memiliki lebih banyak instruksi dengan lebih banyak fungsi yang mungkin diperlukan lebih lama. Biasanya, CPU yang mengimplementasikan seluruh atau sebagian ISA x86 (ISA CISC yang paling banyak diadopsi) akan mengimplementasikan beberapa ratus instruksi, sedangkan CPU RISC biasanya mengimplementasikan di bawah 100. Kebanyakan ISA tidak memerlukan jumlah instruksi yang tetap dalam set instruksi akhir, melainkan menawarkan desain modular dengan beberapa ekstensi yang secara opsional diterapkan oleh produsen.

Karena set instruksi pada dasarnya mendefinisikan alat yang tersedia untuk perangkat lunak, maka dapat diubah sulit karena ISA memerlukan semua perangkat lunak yang berjalan pada komputer untuk dibangun kembali (atau dikompilasi ulang) untuk a ISA baru. Hal ini sering kali memerlukan modifikasi signifikan pada setiap bit perangkat lunak dan merupakan proses yang mahal dan memakan waktu serta memerlukan dukungan pengembang yang signifikan. Perubahan ISA jarang terjadi karena alasan ini, dan ada masalah besar dalam mendorong pengembang untuk membangun perangkat lunak mereka guna mendukung ISA baru. Di sinilah RISC-V berperan.

Apa itu RISC-V?

ISA yang terus berkembang

RISC-V adalah ISA yang pertama kali dibuat di Parallel Computing Laboratory di U.C. Berkeley pada tahun 2010. Ini adalah ISA sumber terbuka bebas royalti yang dirancang untuk menghilangkan kebutuhan membayar biaya lisensi, biasanya kepada Intel atau ARM. Pada tahun 2015, RISC-V meninggalkan lab, dan Yayasan RISC-V diluncurkan dengan 36 anggota pendiri. Ini kemudian menjadi RISC-V Internasional, yang, di bawah struktur investasi berbasis keanggotaan baru, melanjutkan penelitian dan tata kelola RISC-V hingga saat ini. Yayasan ini sekarang memiliki lebih dari 100 anggota dan terus mengadakan acara di seluruh dunia untuk mendukung pertumbuhan RISC-V.

Apa itu BANGKIT?

RISE didirikan awal tahun ini bekerja sama dengan RISC-V dan Linux Foundation, dan telah mendapat dukungan antara lain dari Intel, MediaTek, Red Hat, Qualcomm, dan Google. RISE berfokus pada peningkatan rangkaian alat perangkat lunak untuk mendukung pertumbuhan RISC-V. Arah proyek ditentukan oleh komite pengarah teknis, serupa dengan proyek Linux Foundation lainnya.

RISE secara langsung mengatasi masalah ayam-dan-telur dalam mengadopsi ISA baru dengan mewajibkan anggotanya untuk berkomitmen pada nilai dolar atau waktu rekayasa.

RISE secara langsung mengatasi masalah ayam-dan-telur dalam mengadopsi ISA baru dengan mewajibkan para anggotanya untuk berkomitmen nilai dolar atau waktu rekayasa untuk mengembangkan perangkat lunak sumber terbuka untuk RISC-V, dan ini sudah menghasilkan hasil yang luar biasa langkah. Misalnya, Android telah dibangun kembali untuk RISC-V, seperti halnya Ubuntu dan beberapa distro Linux lainnya.

Kapan kita bisa melihat RISC-V di alam liar?

Mereka ada di sekitar jika Anda tahu di mana mencarinya

Perangkat RISC-V sudah tersedia, meskipun sebagian besar dalam sistem tertanam atau perangkat yang diproduksi atau ditujukan untuk pasar Tiongkok. Baik Tiongkok maupun Rusia baru-baru ini sangat bergantung pada RISC-V sebagai cara untuk melakukan diversifikasi dari ketergantungan pada teknologi Barat. Beberapa laptop berbasis RISC-V tersedia di Alibaba, dan papan pengembangan RISC-V telah memasuki pasar Barat. Perusahaan Tiongkok Sipeed menawarkan papan pengembangan berbasis RISC-V dalam berbagai faktor bentuk mulai dari Alternatif Steam Deck ke terminal Linux genggam, dan Huawei merilis kit pengembangan berbasis RISC-V pertamanya untuk perangkat IoT berbasis HarmonyOS kembali pada tahun 2021.

Demikian pula, Intel memulai pembangunan dua fasilitas fabrikasi baru di Arizona pada tahun 2021 dan mengumumkan pembangunan dua fasilitas fabrikasi lainnya di Ohio akan dimulai pada tahun 2025. Intel telah berupaya untuk menghidupkan kembali operasi pengecorannya dalam beberapa tahun terakhir, dan masuknya chip RISC-V dalam jumlah besar dapat membantu mereka memenuhi volume produksi pabrik baru yang berbasis di AS ini. Ini adalah pertaruhan yang dilakukan banyak perusahaan, dengan menggunakan RISC-V lebih awal agar tidak ketinggalan dan mendapatkan pengalaman sementara RISC-V masih dalam tahap awal.

Apakah sudah siap untuk momen besar?

Namun RISC-V belum siap untuk menghadapi momen besar. Meskipun ARM mungkin mahal, teknologinya telah disempurnakan dengan baik. CISC ISA awalnya mendapatkan popularitas karena memungkinkan para insinyur awal untuk mengimplementasikan fitur-fitur dengan mudah di CPU mereka yang diperlukan untuk komputasi yang lebih kompleks. Namun, selama dekade terakhir, LENGANDesain berbasis RISC telah berkembang dalam kemampuan dan kompetensi namun tetap menjadi pilihan yang secara umum lebih hemat energi.

RISC-V secara alami mengikuti jejak ARM dengan terlebih dahulu menciptakan pasar untuk perangkat berdaya rendah dan hemat energi.

Secara teori, CPU ARM dan RISC-V seharusnya memiliki performa yang serupa. Namun, dukungan perangkat lunak ARM sudah luas (dengan CPU yang menjalankan ponsel dan laptop), sehingga memberikan keunggulan awal yang besar dibandingkan perangkat RISC-V baru.

Keunggulan ini adalah salah satu alasan mengapa RISC-V (belum) menantang perangkat ARM bagi sebagian besar konsumen. tentu saja mengikuti jejak ARM dengan menciptakan pasar untuk perangkat berdaya rendah dan hemat energi Pertama. Menargetkan pasar kelas bawah akan memungkinkan RISC-V untuk terlebih dahulu membangun basis peralatan dan dukungan pengembang, serta menyempurnakan efisiensi energinya pada tingkat perangkat keras dan perangkat lunak. RISC-V International (dan, lebih jauh lagi, perusahaan anggotanya) mulai berupaya memindahkan produk ke RISC-V kini dengan harapan, seiring dengan kemajuan pembangunan, penerapannya menjadi lebih bertenaga dan hemat energi tersedia.

Intel?

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, bahkan Intel (pemilik ISA x86 yang sukses) berinvestasi besar pada RISC-V. Kesulitan Intel dalam menyediakan perangkat x86 yang hemat energi telah menyebabkan Intel kalah secara signifikan dari ARM dalam beberapa tahun terakhir dekade ini, termasuk pada sebagian besar produk silikon in-house Apple yang berfokus pada ARM dan pada Qualcomm dan Samsung pada produk seluler yang lebih luas. pasar.

Potensi arsitektur RISC telah lama diketahui, potensi yang menjadi pendorong utama keputusan awal Apple untuk mengadopsi chip Motorola dan PowerPC berbasis RISC di Mac awal. Namun selama dekade terakhir, ARM telah mengeluarkan potensi tersebut. Intel kini mendapati dirinya kehilangan pangsa pasar x86 karena ARM bahkan dalam kategori yang paling dominan, dengan AWS mendorong keras chip ARM berbasis Graviton baru sebagai alternatif yang lebih murah daripada x86 di Cloud. Intel telah beralih ke investasi besar-besaran di RISC-V, dan berkomitmen secara publik $1 miliar untuk layanan pengecorannya, termasuk investasi yang signifikan pada pabrik RISC-V.

Bisakah RISC-V mengejar ketinggalan?

Hanya waktu yang akan memberitahu

Tuntutan agar RISC-V berhasil sudah jelas. Dunia usaha tidak mempunyai keinginan untuk terus membebani kantong Intel/ARM dengan biaya lisensi mereka, dan ARM telah membuka jalan bagi chip RISC berdaya rendah dengan bersaing melawan Intel. RISC-V akan berusaha meniru jalan ARM menuju kesuksesan, dengan berkompetisi di sektor yang berdaya rendah dan pengembangan terlebih dahulu.

Ini adalah sesuatu yang sudah kita lihat terjadi, misalnya, dengan pengumuman Google dan Qualcomm tentang a Platform Snapdragon Wear berbasis RISC-V. Jelas juga bahwa dengan berdirinya RISE dan investasi berkelanjutan di perusahaan-perusahaan besar baik dari OEM maupun konsumen, dukungan untuk RISC-V pun tersedia. Masih belum jelas apakah momentum yang ada saat ini cukup untuk membawa RISC-V melewati kerja keras yang mengejar ARM, namun terdapat kepentingan bisnis yang jelas agar RISC-V dapat berhasil. ARM melaporkan rekor pendapatan lebih dari $800 juta pada Q2 tahun ini saja, yang pada akhirnya berasal dari bagian keuntungan perusahaan lain. Meski begitu, ada banyak pertaruhan yang gagal di masa lalu, dengan PowerPC yang menonjol, jadi kita harus melihat ke mana arah RISC-V selanjutnya.