RISC-V: 企業が RISC-V をどのように将来に向けて推進しているか

重要なポイント

Google や Qualcomm などの大企業が代替命令セットアーキテクチャを支持し、x86 や ARM の優位性に挑戦するにつれて、RISC-V の勢いが増しています。
RISC-V は、ライセンス料金を不要にするように設計されたオープンソース ISA です。すでに RISC-V Foundation の 100 名を超えるメンバーから多大な支持を得ています。
RISC-V および Linux Foundation と協力したプロジェクトである RISE は、メンバーに資金またはエンジニアリング時間の寄付を要求することで、新しい ISA の採用という課題に取り組んでいます。 RISC-V デバイスは、主に組み込みシステムと中国市場ですでに入手可能です。

RISC-V 代替命令セットアーキテクチャ (ISA) が x86 や ARM の優位性に対抗する勢いを増しており、最近ではあらゆる場所で使用されています。これには、からのいくつかの注目を集めた発表が含まれています。クアルコムとグーグル、そして最近の結成も同様です。 RISE (RISC-V ソフトウェアエコシステム) プロジェクト Red Hat から Intel までのあらゆるサポートを受けて。 Google も最近そのネイティブ機能を発表しました RISC で Android がサポートされるようになります.

大企業が RISC-V の支持者として団結しており、RISC-V がその誇大宣伝に応えられるかどうかはまだ明らかではありませんが、多くの本格的なプレーヤー (予想外の企業も含む) がチップを投入しています。命令セットは今後 10 年間でテクノロジーの主要な戦場となりつつあり、RISC は急速に勢いを増しています。

命令セットとは何ですか?

CPU アーキテクチャの複雑な構成要素

RISC-V について説明する前に、命令セットについて説明しましょう。命令セットは、CPU アーキテクチャの基本的な構成要素の 1 つであり、CPU が実行できるタスクを定義します。これらの命令は、ADD (指定された 2 つのレジスタまたはメモリアドレスの値を加算する) などの非常に単純なものから、メモリのセキュリティや管理のためのより複雑な命令まで多岐にわたります。命令セットは、ISA のすべてまたは一部を実装し、命令の範囲とその予期される入力および動作を指定します。これは通常、縮小命令セットコンピュータまたは複雑命令セットコンピュータ (RISC および CISC) として説明されます。

これら 2 つの違いは難しい場合がありますが、RISC は、多くの小さな命令を組み合わせて実行しようとしていると考えることができます。処理は迅速に (通常は 1 クロックサイクルで) 行われますが、CISC には、より多くの機能を備えたより多くの命令があり、時間がかかる場合があります。より長いです。通常、x86 ISA (最も広く採用されている CISC ISA) のすべてまたは一部を実装する CPU は数百の命令を実装しますが、RISC CPU では 100 未満の命令を実装するのが一般的です。ほとんどの ISA は、最終的な命令セットに固定数の命令を必要とせず、代わりにメーカーがオプションで実装するいくつかの拡張機能を備えたモジュール設計を提供します。

命令セットはソフトウェアで使用できるツールを基本的に定義するため、命令セットを変更すると、 ISA では、コンピュータ上で実行されているすべてのソフトウェアを再構築 (または再コンパイル) する必要があるため、これは困難です。新しいISA。これには多くの場合、ソフトウェアの各部分に大幅な変更が必要であり、多大な開発者のサポートを必要とするコストと時間のかかるプロセスです。まさにこの理由から、ISA を変更することはまれであり、開発者が新しい ISA をサポートするソフトウェアを構築する際には、卵が先か鶏が先かという非常に現実的な問題が存在します。そこで RISC-V が登場します。

RISC-Vとは何ですか?

継続的に成長する ISA

RISC-V は、カリフォルニア大学の並列コンピューティング研究所で初めて作成された ISA です。 2010年のバークレー。これは、通常は Intel または ARM にライセンス料を支払う必要がないように設計されたロイヤリティフリーのオープンソース ISA です。 2015 年に RISC-V は研究室を去り、36 人の創設メンバーで RISC-V Foundation が発足しました。これは後に RISC-V International となり、新しい会員ベースの投資構造の下で、現在 RISC-V の研究とガバナンスを継続しています。この財団には現在 100 名を超えるメンバーがおり、RISC-V の成長をサポートするために世界中でイベントを継続的に開催しています。

ライズとは何ですか？

RISE は、RISC-V および Linux Foundation と協力して今年初めに設立され、すでに Intel、MediaTek、Red Hat、Qualcomm、Google などからの支援を受けています。 RISE は、RISC-V の成長をサポートするためにソフトウェアツールチェーンの改善に重点を置いています。プロジェクトの方向性は、他の Linux Foundation プロジェクトと同様に、技術運営委員会によって設定されます。

RISE は、メンバーに金額またはエンジニアリング時間のコミットメントを要求することで、新しい ISA の採用という鶏が先か卵が先かという問題に直接取り組んでいます。

RISE は、メンバーにコミットメントを要求することで、新しい ISA の採用という鶏が先か卵が先かという問題に直接取り組んでいます。 RISC-V 用のオープンソースソフトウェアの開発にかかる金額やエンジニアリング時間は大幅に削減され、すでに大きな成果をあげています。歩幅。たとえば、Android はすでに RISC-V 用に再構築されており、Ubuntu や他の Linux ディストリビューションも同様です。

RISC-V が実用化されるのはいつになるでしょうか?

どこを見るべきか知っていれば、彼らはすぐそこにいるよ

出典: Sipeed

RISC-V デバイスはすでに入手可能ですが、そのほとんどは組み込みシステムや、中国市場向けに製造されたデバイス、または中国市場向けのデバイスに使用されています。中国とロシアは最近、西側技術への依存から多様化する方法として RISC-V に大きく傾いています。いくつかの RISC-V ベースのラップトップが Alibaba で入手可能であり、RISC-V 開発ボードが西側市場に向けて出荷されています。中国企業 Sipeed は、次のようなフォームファクタで RISC-V ベースの開発ボードを提供しています。スチームデッキの代替品ファーウェイはHarmonyOSベースのIoTデバイス向けに初のRISC-Vベースの開発キットをリリース 2021年に戻って.

同様に、インテルは 2021 年にアリゾナ州に 2 つの新しい製造施設の着工し、オハイオ州にさらに 2 つの製造施設の建設が 2025 年に開始されると発表しました。インテルは次のことに取り組んでいます鋳造工場の操業を復活させる近年ではRISC-Vチップが大量に流入しており、これらの米国拠点の新しいファブの生産量を埋めるのに役立つ可能性がある。これは多くの企業がとっている賭けであり、RISC-V がまだ初期段階にある間に、取り残されることを避けて経験を積むために、RISC-V を早期に導入するというものです。

大事な時期に向けて準備はできていますか?

しかし、RISC-V はまだ大きな時代に向けて準備ができていません。 ARM は高価である可能性がありますが、そのテクノロジーはよく洗練されています。 CISC ISA はもともと、初期のエンジニアがより複雑なコンピューティングに必要な機能を CPU に簡単に実装できるようにするために人気を博しました。しかし、ここ10年ほどで、腕の RISC ベースの設計は、一般にエネルギー効率の高いオプションでありながら、機能と能力が向上しています。

RISC-V は当然ながら、まず低電力でエネルギー効率の高いデバイスの市場を開拓することで ARM の足跡をたどります。

理論的には、ARM と RISC-V CPU は同等のパフォーマンスを発揮できるはずです。ただし、ARM ソフトウェアのサポートはすでに広範であり (その CPU はすでに携帯電話やラップトップを実行しています)、新しい RISC-V デバイスに対して初期段階で大きなリードを与えています。

この有利なスタートが、RISC-V がほとんどの消費者にとって (まだ) ARM デバイスに挑戦していない理由の 1 つです。低電力でエネルギー効率の高いデバイスの市場を開拓することで、自然にARMの足跡をたどる初め。市場のローエンドをターゲットにすることで、RISC-V はまずツールと開発者サポートの基盤を確立し、ハードウェアとソフトウェアの両方のレベルでエネルギー効率を向上させることができます。 RISC-V International (ひいてはそのメンバー企業) は、製品を RISC-V に移行する作業を開始しています。現在は、開発が進むにつれて、より強力でエネルギー効率の高い実装が実現されることを期待しています。利用可能。

インテル？

出典: インテル

前に述べたように、Intel (収益性の高い x86 ISA の所有者) でさえ RISC-V に多額の投資を行っています。 Intel はエネルギー効率の高い x86 デバイスを提供することが困難であるため、ここ 1 年で ARM に大きく負けています。これには、Apple の ARM に重点を置いた自社シリコンの大部分と、より広範なモバイル分野の Qualcomm と Samsung が含まれます。市場。

RISC アーキテクチャの可能性は長い間認識されており、この可能性が、初期の Mac に RISC ベースの Motorola および PowerPC チップを採用するという Apple の初期決定の主要な原動力となっていました。しかし、過去 10 年にわたり、ARM はその可能性を解き放ちました。 Intel は現在、最も支配的なカテゴリーでも x86 市場シェアを ARM に奪われていることに気づいており、AWS はクラウドにおける x86 より安価な代替品として Graviton ベースの新しい ARM チップを強力に推進しています。 IntelはRISC-Vへの多額の投資に軸足を移し、公的にコミットしているファウンドリサービスに10億ドル、これには、RISC-V ファブへの多額の投資が含まれます。

RISC-Vは追いつくことができるでしょうか?

時間だけが教えてくれます

出典: シーメンス

RISC-V の成功が求められていることは明らかです。企業はライセンス料でIntel/ARMの懐を水増しし続ける気はなく、ARMはIntelと競合することで低電力RISCチップへの道を切り開いてきた。 RISC-V は、ARM の成功への道をエミュレートしようと試み、まず低消費電力および開発分野で競争します。

これは、たとえば Google と Qualcomm の発表ですでに起こっていることです。 RISC-VベースのSnapdragon Wearプラットフォーム. また、RISE の設立と、OEM および消費者分野の両方の大手企業への継続的な投資により、RISC-V がサポートされていることも明らかです。現在の勢いが、ARM に追いつきつつあるゆっくりとした苦境を RISC-V が乗り切るのに十分であるかどうかはまだ不明ですが、RISC-V が成功することには明らかなビジネス上の関心があります。 ARM は、今年の第 2 四半期だけで 8 億ドルを超える記録的な収益を報告しましたが、これは最終的には他社の利益の分配によるものです。とはいえ、過去には失敗したギャンブルもあり、PowerPC が目立っているため、RISC-V が今後どうなるかを見守る必要があります。