Cos'è RISC-V?

Anche per gli appassionati di informatica, RISC-V è un po' nel dimenticatoio, ma forse non per molto. È una delle stelle nascenti nel mondo informatico ed è uno degli esempi di maggior successo (se non il maggior successo) di hardware open source e standard aperto. Si prevede che nei prossimi anni verranno venduti decine di miliardi di core RISC-V, un numero che potrebbe rivaleggiare con la quantità di core x86 e core BRACCIO core venduti nello stesso lasso di tempo. Ecco tutto ciò che devi sapere su RISC-V e dove sta andando.

RISC-V: un'architettura di set di istruzioni gratuita e standard aperto

RISC-V (pronunciato "rischio cinque") è un'architettura di set di istruzioni (ISA) sviluppata e gestita da RISC-V International (in precedenza RISC-V Foundation).

Un ISA è il punto di partenza di qualsiasi progetto di CPU e determina cose fondamentali come le istruzioni di base, quali istruzioni opzionali possono essere aggiunte e che tipo di software può essere eseguito in modo nativo sulla CPU. Inoltre, RISC-V è, come dice il suo nome, a Reducato ioistruzione Se computer UNrchitecture, il che significa sostanzialmente che il suo modulo predefinito include pochissime istruzioni. ARM è anche un progetto RISC Mentre x86 è un complesso progetto di computer con set di istruzioni (CISC).

Essere un progetto RISC è più importante per RISC-V che ARM che sia RISC o x86 che sia CISC perché RISC-V ha un punto di forza unico: è uno standard aperto. Qualsiasi azienda che desideri utilizzare il design RISC-V di serie è libera di farlo e modificarlo come desidera. Poiché x86 è di proprietà congiunta di Intel e AMD, nessun'altra azienda può (legalmente) produrre processori x86 e, sebbene le aziende possono creare la propria versione dei chip ARM, non solo devono pagare Arm alla società, ma non possono alterarla l'ISA. Con RISC-V la libertà è totale.

Beh, forse non la libertà totale. Sebbene RISC-V International (la società dietro RISC-V) si sia spesso definita "aperta" e "open-source", recentemente si è allontanato dall'open-source e ora parla di RISC-V come un ISA a standard aperto. Questo perché i chip RISC-V effettivi possono essere proprietari e closed source, anche se ISA è open source. Ciò che devi sapere è che mentre qualsiasi azienda o organizzazione può utilizzare l'ISA RISC-V gratuitamente, i prodotti reali potrebbero essere bloccati come x86 o ARM.

Naturalmente, ci sono vantaggi e svantaggi in questo approccio. La buona notizia è che non ci sono costi di licenza o restrizioni sui progetti, il che è ottimo per le aziende che vogliono essere quanto più autonome possibile e ridurre i costi di sviluppo. La cattiva notizia è che esercitare questa libertà non è facile perché progettare CPU non è facile. Inoltre, le aziende che producono i propri processori RISC-V non sono obbligate a condividere tale tecnologia con altri, ma possono concedere in licenza i progetti come fa Arm.

Una breve storia di RISC-V

RISC-V è un nome strano. Penseresti che fosse il quinto di una serie di ISA RISC e, sebbene questa sia la storia dietro il suo nome, non è esattamente esatta. RISC-I e RISC-II sono stati progettati nel 1981, ma RISC-III e RISC-IV non sono veri e propri ISA. Si trattava invece di nomi applicati a due ISA chiamati SOAR e SPUR, usciti rispettivamente nel 1984 e nel 1988. Non esiste alcuna connessione sostanziale tra RISC-V e questi ISA degli anni '80 oltre al fatto che sono tutti progetti RISC.

RISC-V è praticamente un bambino tra gli ISA. Il lavoro su RISC-V è iniziato nel 2010 presso il Parallel Computing di Berkeley Lab (o Par Lab in breve), che ha ricevuto finanziamenti da Microsoft e Intel, il creatore dell'x86 È UN. Nel 2011, il primo prototipo RISC-V era pronto per essere prodotto. RISC-V si è trasformato da progetto di ricerca in un vero e proprio ISA che le aziende potevano utilizzare nel 2014 quando David Patterson e Krste Asanović ha pubblicato un articolo sostenendo che l'hardware open source era il futuro e che RISC-V era l'ISA adatto a svolgere il lavoro. Un anno dopo è stata creata la Fondazione RISC-V.

Sono passati solo otto anni da quando RISC-V è entrato sulla scena e poiché la progettazione di chip può richiedere anni, è difficile valutare a che punto si trova RISC-V in questo momento. Quello che sappiamo è che ci sono oltre 3.500 membri di RISC-V International, rispetto ai 600 dell'inizio del 2020, 1.500 all'inizio del 2021 e 2.200 alla fine del 2021. Per quanto riguarda la quota di mercato effettiva, è difficile dirlo, ma è così Maggio 2023 Mark Himelstein, CTO di RISC-V ha affermato che "decine di miliardi" di nuclei RISC-V sono stati venduti dalle aziende associate, il che è in linea con le previsioni per il 2022 e il 2023.

Le ambizioni di RISC-V di prendere d'assalto il mercato delle CPU

RISC-V International parla di un grande gioco quando si tratta di crescita, citando uno studio che prevede Entro il 2025 verranno venduti 60 miliardi di core RISC-V e un altro che prevede il tasso di crescita annuale composto (o CAGR) di RISC-V poco meno del 35% fino al 2027. Un CAGR del 35% è estremamente aggressivo e rapido in un settore così consolidato, ma in aumento Numerose aziende stanno cercando di progettare i propri chip e questo aiuterà sicuramente ad alimentare i RISC-V crescita. I mercati chiave per RISC-V includono applicazioni industriali, 5G e cellulari, ma anche smartphone di fascia bassa, PC, console di gioco e server.

L'introduzione di RISC-V ha portato alla fondazione di aziende che commerciano esclusivamente in chip RISC-V. SiFive è una delle aziende più visibili come prima azienda a realizzare un chip RISC-V e ha un modello di business molto simile a Arm, concedendo in licenza i suoi progetti RISC-V personalizzati al fine di ottenere un profitto. Oggi SiFive pubblicizza gli usi della sua tecnologia nei dispositivi indossabili, nelle automobili e in una miriade di altre aree. Inoltre, le aziende che un tempo utilizzavano altri ISA sono passate completamente all'utilizzo di RISC-V; Microsemi, una filiale di Microchip, ha sostituito i core ARM nei suoi prodotti FPGA con nuclei RISC-V.

È ovvio che RISC-V ha un sacco di slancio alle spalle, anche se non è del tutto all'altezza delle sue alte ambizioni.

Ma ci sono anche aziende che supportano e utilizzano RISC-V che potresti non aspettarti. Nvidia, uno dei membri fondatori, ha tentato di acquistare Arm dal 2020 al 2022; IBM, un altro membro fondatore, ha il proprio PowerPC ISA; Qualcomm, anch'esso membro fondatore, è uno dei principali progettisti di chip ARM; e Intel, coinvolta nello sviluppo di RISC-V e nella fabbricazione dei chip di sviluppo, ha realizzato x86, uno degli ISA più antichi e importanti di sempre. Il fatto è che molte aziende vedono RISC-V come qualcosa che può coesistere insieme ad altre CPU e non solo un semplice sostituto di ARM e x86.

Arm, ovviamente, non è un grande fan di RISC-V e vede il rischio di frammentazione come una delle ragioni principali per non utilizzare RISC-V. La frammentazione si verifica quando gli standard tecnologici vengono applicati in modo approssimativo o non applicati, e da allora il timore con RISC-V è quello tutto può essere modificato, potrebbe creare un ecosistema hardware in cui non tutto il software RISC-V può essere eseguito su tutti i RISC-V patatine fritte. In realtà questo sta già accadendo poiché i diversi chip RISC-V per telefoni non supportano tutti gli stessi sistemi operativi. Naturalmente, c'è un forte incentivo per i produttori di chip RISC-V ad aderire agli standard per evitare proprio questo, e in futuro le aziende RISC-V dovranno stare attente alla frammentazione.

È ovvio che RISC-V ha un sacco di slancio alle spalle, anche se non è del tutto all'altezza delle sue alte ambizioni. Con migliaia di membri tra cui alcune delle principali società informatiche del mondo, università e persino quelle indiane Ministero dell'elettronica e dell'informatica, è difficile immaginare che RISC-V non diventi un attore importante nel settore informatico scena. Forse tra qualche anno le persone discuteranno se ARM o RISC-V sia il migliore per gli smartphone.