რა არის RISC-V?

გამოთვლების მოყვარულთათვისაც კი, RISC-V ცოტა არ იყოს სარეველაშია, მაგრამ შესაძლოა არც ისე დიდი ხნის განმავლობაში. ეს არის ერთ-ერთი ამომავალი ვარსკვლავი გამოთვლით სამყაროში და არის ღია კოდის და ღია სტანდარტების ტექნიკის ერთ-ერთი ყველაზე წარმატებული (თუ არა ყველაზე წარმატებული) მაგალითი. პროგნოზირებულია, რომ ათობით მილიარდი RISC-V ბირთვი გაიყიდება მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში, რიცხვი, რომელიც კონკურენციას გაუწევს x86 და ოდენობას. ARM ბირთვები გაიყიდა იმავე ვადაში. აქ არის ყველაფერი, რაც უნდა იცოდეთ RISC-V-ის შესახებ და სად მიდის ის.

RISC-V: უფასო და ღია სტანდარტების ინსტრუქციების ნაკრების არქიტექტურა

RISC-V (გამოითქმის "რისკის ხუთი") არის ინსტრუქციების ნაკრების არქიტექტურა (ISA) შემუშავებული და დაცული RISC-V International-ის (ყოფილი RISC-V Foundation) მიერ.

ISA არის ნებისმიერი CPU დიზაინის საწყისი წერტილი და განსაზღვრავს ფუნდამენტურ საკითხებს, როგორიცაა ძირითადი ინსტრუქციები, რა არასავალდებულო ინსტრუქციები შეიძლება დაემატოს და რა სახის პროგრამული უზრუნველყოფა შეიძლება გაშვებული იყოს CPU-ზე. გარდა ამისა, RISC-V არის, მისი სახელის მიხედვით, ა რგანათლებული მეინსტრუქცია სდა კომპიუტერი აარქიტექტურა, რაც ძირითადად ნიშნავს, რომ მის ნაგულისხმევ ფორმას აქვს ძალიან ცოტა ინსტრუქცია. ARM ასევე არის RISC დიზაინი ხოლო x86 არის კომპლექსური ინსტრუქციების ნაკრები კომპიუტერული დიზაინი (CISC).

იყოს RISC დიზაინი უფრო მნიშვნელოვანია RISC-V-სთვის, ვიდრე ARM ​​იყოს RISC ან x86 იყოს CISC, რადგან RISC-V-ს აქვს უნიკალური გაყიდვის წერტილი: ის ღია სტანდარტია. ნებისმიერ კომპანიას, რომელსაც სურს გამოიყენოს საფონდო RISC-V დიზაინი, თავისუფლად შეუძლია გააკეთოს ეს და შეცვალოს ის, როგორც უნდა. ვინაიდან x86 არის Intel-ისა და AMD-ის ერთობლივი საკუთრება, არცერთ სხვა კომპანიას არ შეუძლია (ლეგალურად) x86 პროცესორების დამზადება და თუმცა კომპანიებს შეუძლიათ შექმნან ARM ჩიპების საკუთარი ვერსია, მათ არა მხოლოდ უნდა გადაუხადონ Arm კომპანიას, არამედ მათ არ შეუძლიათ შეცვალონ. ISA. RISC-V-ით ეს სრული თავისუფლებაა.

ისე, შესაძლოა არა სრული თავისუფლება. მიუხედავად იმისა, რომ RISC-V International (კომპანია RISC-V-ის უკან) ხშირად ასახელებს თავს, როგორც "ღია" და "ღია წყარო", ახლახან ის ჩამოშორდა ღია წყაროს და ახლა საუბრობს RISC-V-ზე, როგორც ღია სტანდარტის ISA. ეს იმიტომ ხდება, რომ რეალური RISC-V ჩიპები შეიძლება იყოს საკუთრების და დახურული წყაროს, მიუხედავად იმისა, რომ ISA არის ღია წყარო. რაც თქვენ უნდა იცოდეთ არის ის, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ნებისმიერ კომპანიას ან ორგანიზაციას შეუძლია RISC-V ISA უფასოდ გამოიყენოს, რეალური პროდუქტები შეიძლება დაბლოკილი იყოს, როგორიცაა x86 ან ARM.

რა თქმა უნდა, ამ მიდგომას აქვს დადებითი და უარყოფითი მხარეები. კარგი ამბავი ის არის, რომ არ არსებობს ლიცენზირების საფასური ან შეზღუდვები დიზაინებზე, რაც შესანიშნავია კომპანიებისთვის, რომლებსაც სურთ იყვნენ მაქსიმალურად ავტონომიური და შეამცირონ განვითარების ხარჯები. ცუდი ამბავი ის არის, რომ ამ რაოდენობის თავისუფლების გამოყენება ადვილი არ არის, რადგან პროცესორების დაპროექტება ადვილი არ არის. გარდა ამისა, კომპანიები, რომლებიც ქმნიან საკუთარ RISC-V პროცესორებს, არ არიან ვალდებულნი, გაუზიარონ ეს ტექნოლოგია სხვებს, მაგრამ მათ შეუძლიათ ისეთი დიზაინის ლიცენზირება, როგორიცაა Arm.

RISC-V-ის მოკლე ისტორია

RISC-V უცნაური სახელია. თქვენ იფიქრებთ, რომ ეს იყო მეხუთე RISC ISA-ების სერიიდან, და მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის მისი სახელის ისტორია, ეს არ არის ზუსტად ზუსტი. RISC-I და RISC-II შეიქმნა 1981 წელს, მაგრამ RISC-III და RISC-IV არ არის ფაქტობრივი ISA. ამის ნაცვლად, ეს იყო სახელები, რომლებიც გამოყენებული იყო ორ ISA-ზე, სახელწოდებით SOAR და SPUR, რომლებიც გამოვიდა შესაბამისად 1984 და 1988 წლებში. არ არსებობს არსებითი კავშირი RISC-V-სა და 80-იანი წლების ამ ISA-ებს შორის იმის გარდა, რომ ისინი ყველა RISC დიზაინია.

RISC-V პრაქტიკულად ბავშვია ISA-ებს შორის. RISC-V-ზე მუშაობა 2010 წელს ბერკლის პარალელურ გამოთვლებში დაიწყო. Lab (ან მოკლედ Par Lab), რომელმაც მიიღო დაფინანსება Microsoft-ისგან, ისევე როგორც Intel-ისგან, x86-ის შემქმნელისგან. ᲐᲠᲘᲡ. 2011 წლისთვის პირველი RISC-V პროტოტიპი მზად იყო წარმოებისთვის. RISC-V გარდაიქმნა კვლევითი პროექტიდან რეალურ ISA-დ, რომლის გამოყენებაც კომპანიებს შეეძლოთ 2014 წელს, როდესაც დევიდ პატერსონი და კრსტე ასანოვიჩი გამოაქვეყნა ნაშრომი ამტკიცებდა, რომ ღია კოდის აპარატურა იყო მომავალი და რომ RISC-V იყო ISA სამუშაოს შესასრულებლად. ერთი წლის შემდეგ შეიქმნა RISC-V ფონდი.

მხოლოდ რვა წელი გავიდა მას შემდეგ, რაც RISC-V გამოჩნდა სცენაზე და რადგან ჩიპების დიზაინს შეიძლება წლები დასჭირდეს, ძნელია იმის შეფასება, სად არის RISC-V ახლა. რაც ჩვენ ვიცით არის ის, რომ RISC-V International-ის 3500-ზე მეტი წევრია, რაც 600-დან 2020 წლის დასაწყისში იყო, 1500 2021 წლის დასაწყისში და 2200 2021 წლის ბოლოს. რაც შეეხება რეალურ საბაზრო წილს, ძნელი სათქმელია, მაგრამ 2023 წლის მაისი RISC-V CTO მარკ ჰიმელშტეინი აცხადებდა, რომ „10 მილიარდი“ RISC-V ბირთვი გაიყიდა წევრმა კომპანიებმა, რაც შეესაბამება 2022 და 2023 წლების პროგნოზებს.

RISC-V-ის ამბიციები CPU-ს ბაზარს შტურმით აიღოს

RISC-V International საუბრობს დიდ თამაშზე, როდესაც საქმე ეხება ზრდას, მოჰყავს ერთი კვლევა, რომელიც პროგნოზირებს 2025 წლისთვის 60 მილიარდი RISC-V ბირთვი გაიყიდება და მეორე, რომელიც პროგნოზირებს RISC-V-ის რთული წლიური ზრდის ტემპს (ან CAGR) იქნება მხოლოდ 35%-ს ერიდება 2027 წლამდე. CAGR 35% არის უკიდურესად აგრესიული და სწრაფი ასეთ ჩამოყალიბებულ ინდუსტრიაში, მაგრამ იზრდება უამრავი კომპანია ცდილობს შექმნას საკუთარი ჩიპები და ეს, რა თქმა უნდა, დაეხმარება RISC-V-ის გაძლიერებას ზრდა. RISC-V-ის ძირითადი ბაზრები მოიცავს სამრეწველო აპლიკაციებს, 5G და ფიჭურ, მაგრამ ასევე დაბალი დონის სმარტფონებს, კომპიუტერებს, სათამაშო კონსოლებს და სერვერებს.

RISC-V-ის დანერგვამ გამოიწვია კომპანიების დაარსება, რომლებიც ექსკლუზიურად საქმიანობენ RISC-V ჩიპებით. SiFive არის ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო, როგორც პირველი კომპანია, რომელმაც შექმნა RISC-V ჩიპი და აქვს Arm-ის ძალიან მსგავსი ბიზნეს მოდელი, რომელიც ლიცენზირებულია მისი მორგებული RISC-V დიზაინის მოგების მისაღებად. დღეს, SiFive აქვეყნებს რეკლამირებას თავისი ტექნოლოგიის გამოყენებას ტარებაში, მანქანებში და სხვა სფეროებში. გარდა ამისა, კომპანიებმა, რომლებიც ოდესღაც იყენებდნენ სხვა ISA-ებს, გადავიდნენ RISC-V-ის გამოყენებაზე; Microsemi, Microchip-ის შვილობილი კომპანია, შეცვალა ARM ბირთვები მასში FPGA-ები RISC-V ბირთვით.

აშკარაა, რომ RISC-V-ს ტონა იმპულსი აქვს მის უკან, მაშინაც კი, თუ ის ბოლომდე არ ამართლებს თავის მაღალ ამბიციებს.

მაგრამ ასევე არის კომპანიები, რომლებიც მხარს უჭერენ და იყენებენ RISC-V-ს, რასაც შეიძლება არ მოელით. Nvidia, დამფუძნებელი წევრი, სცადა Arm-ის შეძენა 2020 წლიდან 2022 წლამდე; IBM, კიდევ ერთი დამფუძნებელი წევრი, აქვს საკუთარი PowerPC ISA; Qualcomm, ასევე დამფუძნებელი წევრი, არის ARM ჩიპების წამყვანი დიზაინერი; და Intel-მა, რომელიც ჩართული იყო RISC-V-ის შემუშავებაში და აწარმოებდა განვითარების ჩიპებს, შექმნა x86, ერთ-ერთი უძველესი და ყველაზე მნიშვნელოვანი ISA. საქმე იმაშია, რომ ბევრი კომპანია ხედავს RISC-V-ს, როგორც რაღაცას, რომელიც შეიძლება არსებობდეს სხვა პროცესორებთან ერთად და არა მხოლოდ ARM-ისა და x86-ის უბრალო ჩანაცვლებად.

Arm, რა თქმა უნდა, არ არის RISC-V-ის დიდი გულშემატკივარი და ხედავს ფრაგმენტაციის რისკს, როგორც RISC-V-ის არგამოყენების მთავარ მიზეზს. ფრაგმენტაცია არის მაშინ, როდესაც ტექნოლოგიური სტანდარტები თავისუფლად ან არ არის დაცული, და RISC-V-ის შიში არის ის, რომ ყველაფერი შეიძლება შეიცვალოს, მას შეუძლია შექმნას ტექნიკის ეკოსისტემა, სადაც ყველა RISC-V პროგრამული უზრუნველყოფა არ მუშაობს ყველა RISC-V-ზე ჩიფსები. ეს რეალურად უკვე ხდება, რადგან ტელეფონების სხვადასხვა RISC-V ჩიპები არ უჭერს მხარს ერთსა და იმავე ოპერაციულ სისტემას. რა თქმა უნდა, არსებობს ძლიერი სტიმული RISC-V ჩიპების მწარმოებლებისთვის, დაიცვან სტანდარტები, რათა თავიდან აიცილონ ეს, და მომავალში RISC-V კომპანიებს მოუწევთ ფრთხილად იყვნენ ფრაგმენტაციასთან დაკავშირებით.

აშკარაა, რომ RISC-V-ს ტონა იმპულსი აქვს მის უკან, მაშინაც კი, თუ ის ბოლომდე არ ამართლებს თავის მაღალ ამბიციებს. ათასობით წევრით, მათ შორის მსოფლიოს წამყვანი კომპიუტერული კომპანიების, უნივერსიტეტებისა და ინდოეთის ელექტრონიკისა და საინფორმაციო ტექნოლოგიების სამინისტროს, ძნელია დაინახო, რომ RISC-V არ გახდეს მთავარი მოთამაშე გამოთვლების სფეროში სცენა. შესაძლოა, რამდენიმე წელიწადში, ადამიანები კამათობენ იმაზე, არის თუ არა ARM ან RISC-V საუკეთესო სმარტფონებისთვის.