RISC-V: როგორ უბიძგებენ კომპანიები მას მომავალში

გასაღები Takeaways

• RISC-V იძენს იმპულსს, როდესაც დიდი კომპანიები, როგორიცაა Google და Qualcomm, უჭერენ მხარს ალტერნატიული ინსტრუქციების ნაკრების არქიტექტურას, აპროტესტებენ x86-ისა და ARM-ის დომინირებას.
• RISC-V არის ღია კოდის ISA, რომელიც შექმნილია ლიცენზირების მოსაკრებლების აღმოსაფხვრელად. მან უკვე მოიპოვა მნიშვნელოვანი მხარდაჭერა RISC-V ფონდის 100-ზე მეტ წევრთან ერთად.
• RISE, პროექტი RISC-V-თან და Linux Foundation-თან თანამშრომლობით, ებრძვის ახალი ISA-ს მიღების გამოწვევას წევრებისგან ფულის ან საინჟინრო დროის შეტანის მოთხოვნით. RISC-V მოწყობილობები უკვე ხელმისაწვდომია, ძირითადად, ჩაშენებულ სისტემებში და ჩინეთის ბაზარზე.

RISC-V ბოლო დროს ყველგან იყო, ალტერნატიული ინსტრუქციების კომპლექტის არქიტექტურით (ISA) აშენდა იმპულსი, რათა დაუპირისპირდეს x86-ისა და ARM-ის დომინირებას. ეს მოიცავდა რამდენიმე გახმაურებულ განცხადებას Qualcomm და Google, ისევე როგორც ბოლოდროინდელი ჩამოყალიბება RISE (RISC-V Software Ecosystem) პროექტი ყველას მხარდაჭერით Red Hat-დან Intel-მდე. Google-მაც კი ცოტა ხნის წინ გამოაცხადა, რომ მშობლიური Android-ის მხარდაჭერა მოდის RISC-ში.

დიდი კომპანიები აერთიანებენ RISC-V-ს მიღმა და მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ არ არის ნათელი, შეუძლია თუ არა ის გაუმკლავდეს აჟიოტაჟს, ბევრი სერიოზული მოთამაშე (მათ შორის ზოგიერთი, რომელსაც შეიძლება არ მოელით) ძირს უთხრის თავის ჩიპებს. ინსტრუქციების ნაკრები ყალიბდება, რომ გახდეს ძირითადი ბრძოლის ველი ტექნოლოგიებისთვის მომდევნო ათწლეულის განმავლობაში და RISC სწრაფად იძენს იმპულსს.

რა არის ინსტრუქციის ნაკრები?

CPU არქიტექტურის რთული სამშენებლო ბლოკი

სანამ RISC-V-ში შევალთ, მოდით ვისაუბროთ ინსტრუქციების კომპლექტებზე, რომლებიც წარმოადგენს CPU არქიტექტურის ერთ-ერთ ფუნდამენტურ სამშენებლო ბლოკს და განსაზღვრავს ამოცანებს, რომელსაც შეუძლია CPU-ს შესრულება. ეს ინსტრუქციები მერყეობს ძალიან მარტივიდან, როგორიცაა ADD (მნიშვნელობების დამატება ორ მოცემულ რეგისტრში ან მეხსიერების მისამართებში), მეხსიერების უსაფრთხოების ან მართვის უფრო რთულ ინსტრუქციებამდე. ინსტრუქციების ნაკრები ახორციელებს ISA-ს მთელ ან ნაწილს, რომელიც განსაზღვრავს ინსტრუქციების მთელ რიგს მათ მოსალოდნელ შეყვანებთან და ქცევასთან ერთად. ეს ჩვეულებრივ აღწერილია როგორც შემცირებული ან კომპლექსური ინსტრუქციების ნაკრები კომპიუტერები (RISC და CISC).

განსხვავება ამ ორს შორის შეიძლება იყოს სახიფათო, მაგრამ შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ RISC, როგორც ცდილობს გააერთიანოს ბევრი მცირე ინსტრუქცია. ყველაფერი სწრაფად (ჩვეულებრივ, ერთი საათის ციკლში), მაშინ როცა CISC-ს აქვს კიდევ ბევრი ინსტრუქცია მეტი ფუნქციონალობით, რაც შეიძლება დასჭირდეს უფრო გრძელი. როგორც წესი, CPU, რომელიც ახორციელებს x86 ISA-ს მთელ ან ნაწილს (ყველაზე ფართოდ მიღებული CISC ISA) განახორციელებს რამდენიმე ასეულ ინსტრუქციას, მაშინ როდესაც RISC CPU-ებისთვის ჩვეულებრივია 100-ზე ნაკლების დანერგვა. ISA-ების უმეტესობას არ სჭირდება ინსტრუქციების ფიქსირებული რაოდენობა საბოლოო ინსტრუქციების კომპლექტში, სამაგიეროდ გვთავაზობს მოდულურ დიზაინს რამდენიმე გაფართოებით, რომელიც არჩევითად არის დანერგილი მწარმოებლების მიერ.

ვინაიდან ინსტრუქციების ნაკრები ფუნდამენტურად განსაზღვრავს პროგრამული უზრუნველყოფის ხელმისაწვდომ ინსტრუმენტებს, მისი შეცვლა შესაძლებელია რთულია, რადგან ISA მოითხოვს კომპიუტერზე გაშვებული ყველა პროგრამული უზრუნველყოფის ხელახლა აშენებას (ან ხელახლა კომპილაციას) ახალი ISA. ეს ხშირად მოითხოვს მნიშვნელოვან მოდიფიკაციას პროგრამული უზრუნველყოფის თითოეული ნაწილისთვის და არის ძვირადღირებული და შრომატევადი პროცესი, რომელიც მოითხოვს დეველოპერის მნიშვნელოვან მხარდაჭერას. ISA-ების შეცვლა იშვიათია სწორედ ამ მიზეზით, და ძალიან რეალური პრობლემაა ქათმისა და კვერცხის პრობლემა იმაში, რომ დეველოპერებს აიძულებენ თავიანთი პროგრამული უზრუნველყოფის შექმნას ახალი ISA-ს მხარდასაჭერად. სწორედ აქ შემოდის RISC-V.

რა არის RISC-V?

ISA, რომელიც მუდმივად იზრდება

RISC-V არის ISA, რომელიც პირველად შეიქმნა U.C-ის პარალელურ გამოთვლით ლაბორატორიაში. ბერკლი 2010 წელს. ეს არის ჰონორარის გარეშე ღია კოდის ISA, რომელიც შექმნილია ლიცენზირების საფასურის გადახდის აუცილებლობის აღმოსაფხვრელად, ჩვეულებრივ Intel-ისთვის ან ARM-ისთვის. 2015 წელს RISC-V დატოვა ლაბორატორია და RISC-V ფონდი 36 დამფუძნებელი წევრით დაიწყო. ეს მოგვიანებით გახდა RISC-V International, რომელიც, წევრობაზე დაფუძნებული ახალი საინვესტიციო სტრუქტურის პირობებში, დღეს აგრძელებს RISC-V-ის კვლევას და მართვას. ფონდს ახლა ჰყავს 100-ზე მეტი წევრი და განუწყვეტლივ მართავს ღონისძიებებს მთელს მსოფლიოში RISC-V-ის ზრდის მხარდასაჭერად.

რა არის RISE?

RISE დაარსდა ამ წლის დასაწყისში RISC-V-თან და Linux Foundation-თან თანამშრომლობით და მას უკვე აქვს მხარდაჭერა Intel-ის, MediaTek-ის, Red Hat-ის, Qualcomm-ისა და Google-ის, სხვათა შორის. RISE ორიენტირებულია პროგრამული ხელსაწყოების ჯაჭვების გაუმჯობესებაზე RISC-V-ის ზრდის მხარდასაჭერად. პროექტის მიმართულებას ადგენს ტექნიკური მმართველი კომიტეტი, ისევე როგორც Linux Foundation-ის სხვა პროექტები.

RISE პირდაპირ ებრძვის ქათმისა და კვერცხის პრობლემას ახალი ISA-ს მიღებისას, მისი წევრებისგან დოლარის ღირებულების ან საინჟინრო დროის დათმობის მოთხოვნით.

RISE პირდაპირ ებრძვის ქათმისა და კვერცხის პრობლემას ახალი ISA-ს მიღების შესახებ, თავისი წევრების ვალდებულების მოთხოვნით დოლარის ღირებულებები ან ინჟინერიის დრო RISC-V-სთვის ღია კოდის პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავებისთვის და ეს უკვე შესანიშნავად ხდება ნაბიჯები. მაგალითად, Android უკვე აღდგენილია RISC-V-სთვის, ისევე როგორც Ubuntu და Linux-ის ზოგიერთი სხვა დისტრიბუცია.

როდის შეიძლება დავინახოთ RISC-V ველურ ბუნებაში?

ისინი ირგვლივ არიან, თუ იცი სად უნდა გამოიყურებოდეს

RISC-V მოწყობილობები უკვე ხელმისაწვდომია, თუმცა ძირითადად ჩაშენებულ სისტემებში ან მოწყობილობებში, რომლებიც წარმოებულია ან მიმართულია ჩინეთის ბაზარზე. ჩინეთმაც და რუსეთმაც ბოლო დროს RISC-V-ს მიმართავენ, როგორც დასავლურ ტექნოლოგიებზე დამოკიდებულებისგან დივერსიფიკაციის გზას. RISC-V-ზე დაფუძნებული რამდენიმე ლეპტოპი ხელმისაწვდომია Alibaba-ზე და RISC-V განვითარების დაფები უკვე დასავლეთის ბაზარზე გადის. ჩინური ფირმა Sipeed გვთავაზობს RISC-V-ზე დაფუძნებულ განვითარების დაფებს ფორმის ფაქტორებიდან დაწყებული ორთქლის გემბანის ალტერნატივები ხელის Linux ტერმინალებზე და Huawei-მ გამოუშვა თავისი პირველი RISC-V-ზე დაფუძნებული განვითარების ნაკრები HarmonyOS-ზე დაფუძნებული IoT მოწყობილობებისთვის ჯერ კიდევ 2021 წელს.

ანალოგიურად, Intel-მა 2021 წელს დაიწყო ორი ახალი ფაბრიკაციის ობიექტი არიზონაში და გამოაცხადა კიდევ ორის მშენებლობა ოჰაიოში 2025 წელს დაიწყება. Intel მუშაობდა აღადგინოს მისი სამსხმელო ოპერაციები ბოლო წლებში და RISC-V ჩიპების დიდმა ნაკადმა შეიძლება დაეხმაროს მათ ამ ახალი აშშ-ში დაფუძნებული ფაბრიკების მოცულობის შევსებაში. ეს არის აზარტული თამაში, რომელსაც ბევრი კომპანია იღებს, RISC-V-ის დასაწყისში ჩაყვინთვის, რათა არ დარჩეს და გამოცდილება შეიძინოს, სანამ RISC-V ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა.

მზად არის დიდი დროისთვის?

მაგრამ RISC-V არ არის მზად დიდი დროისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ARM შეიძლება იყოს ძვირი, მისი ტექნოლოგია კარგად არის დახვეწილი. CISC ISA-ებმა თავდაპირველად მოიპოვეს პოპულარობა, რადგან მათ საშუალებას აძლევდნენ ადრეულ ინჟინრებს, მარტივად დაენერგათ ფუნქციები თავიანთ პროცესორებში, რომლებიც საჭიროა უფრო რთული გამოთვლებისთვის. თუმცა, ბოლო ათწლეულის განმავლობაში, ARMRISC-ზე დაფუძნებული დიზაინები გაიზარდა შესაძლებლობებითა და კომპეტენციით, ხოლო ზოგადად უფრო ენერგოეფექტურ ვარიანტად რჩება.

RISC-V ბუნებრივად მიჰყვება ARM-ის კვალდაკვალ და პირველ რიგში აყალიბებს ბაზარს დაბალი სიმძლავრის და ენერგოეფექტური მოწყობილობებისთვის.

თეორიულად, ARM და RISC-V პროცესორებს უნდა ჰქონდეთ მსგავსი მუშაობის უნარი. თუმცა, ARM პროგრამული უზრუნველყოფის მხარდაჭერა უკვე ფართოა (მისი პროცესორები უკვე მუშაობს ტელეფონებსა და ლეპტოპებზე), რაც მას უზარმაზარ საწყის უპირატესობას ანიჭებს ნებისმიერ ახალ RISC-V მოწყობილობას.

ეს თავდასხმა არის იმ მიზეზის ნაწილი, რის გამოც RISC-V არ არის (ჯერ) გამოწვევა ARM მოწყობილობები მომხმარებლების უმეტესობისთვის. ბუნებრივია, მიჰყვებით ARM-ს კვალდაკვალ, დაბალი სიმძლავრის და ენერგოეფექტური მოწყობილობების ბაზრის გამომუშავებით პირველი. ბაზრის ქვედა ბოლოზე დამიზნება საშუალებას მისცემს RISC-V-ს, პირველ რიგში, ჩამოაყალიბოს ინსტრუმენტების და დეველოპერების მხარდაჭერის ბაზა, ასევე დახვეწოს მისი ენერგოეფექტურობა როგორც ტექნიკის, ისე პროგრამული უზრუნველყოფის დონეზე. RISC-V International (და, გაფართოებით, მისი წევრი კომპანიები) იწყებენ მუშაობას პროდუქტების RISC-V-ზე გადატანაზე. ახლა იმ იმედით, რომ განვითარებასთან ერთად უფრო მძლავრი და ენერგოეფექტური განხორციელებები გახდება ხელმისაწვდომი.

ინტელი?

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, Intel-იც კი (მომგებიანი x86 ISA-ს მფლობელი) დიდ ინვესტიციას ახორციელებს RISC-V-ში. Intel-ის სირთულეებმა ენერგოეფექტური x86 მოწყობილობების მიწოდებაში განაპირობა ის, რომ ის ARM-თან საგრძნობლად წააგო ბოლო პერიოდში. ათწლეულის ჩათვლით, Apple-ის ARM-ზე ორიენტირებული შიდა სილიკონის უმეტეს ნაწილზე და Qualcomm-სა და Samsung-ზე უფრო ფართო მობილურზე ბაზარი.

RISC არქიტექტურის პოტენციალი დიდი ხანია აღიარებულია, პოტენციალი, რომელიც იყო Apple-ის ადრეული გადაწყვეტილების მთავარი მამოძრავებელი ძალა, მიეღო RISC-ზე დაფუძნებული Motorola და PowerPC ჩიპები ადრეულ Mac-ებში. მაგრამ ბოლო ათწლეულის განმავლობაში ARM-მა გამოავლინა ეს პოტენციალი. Intel ახლა კარგავს x86 ბაზრის წილს ARM-ს ყველაზე დომინანტურ კატეგორიებშიც კი, როდესაც AWS აძლიერებს ახალ Graviton-ზე დაფუძნებულ ARM ჩიპებს, როგორც უფრო იაფ ალტერნატივას, ვიდრე x86 Cloud-ში. Intel-მა დიდი ინვესტიცია მოახდინა RISC-V-ში, საჯაროდ აიღო ვალდებულება $1 მილიარდი მის სამსხმელო მომსახურებაზე, მათ შორის მნიშვნელოვანი ინვესტიცია RISC-V ფაბრიკაში.

შეუძლია RISC-V-ს დაეწიოს?

Მხოლოდ დრო გეტყვით

მოთხოვნა RISC-V-ზე წარმატების მისაღწევად ნათელია. ბიზნესებს არ აქვთ სურვილი გააგრძელონ Intel/ARM-ის ჯიბეები ლიცენზირების საფასურით და ARM-მა გზა გაუხსნა დაბალი სიმძლავრის RISC ჩიპებს Intel-თან კონკურენციის გზით. RISC-V შეეცდება მიბაძოს ARM-ის წარმატებისკენ მიმავალ გზას, პირველ რიგში კონკურენციას გაუწევს დაბალი სიმძლავრის და განვითარების სფეროებს.

ეს არის ის, რასაც ჩვენ უკვე ვხედავთ, მაგალითად, Google-ისა და Qualcomm-ის გამოცხადების შემდეგ RISC-V-ზე დაფუძნებული Snapdragon Wear პლატფორმა. ასევე ნათელია, რომ RISE-ს დაარსებით და მსხვილ კომპანიებში მიმდინარე ინვესტიციებით, როგორც OEM, ასევე სამომხმარებლო სივრციდან, RISC-V-ის მხარდაჭერა არსებობს. არის თუ არა მისი ამჟამინდელი იმპულსი საკმარისი იმისათვის, რომ RISC-V გადაიტანოს ნელი სლოგანით, რომელიც უახლოვდება ARM-ს, გაურკვეველია, მაგრამ RISC-V-ს წარმატების აშკარა ბიზნეს ინტერესი აქვს. ARM-მა გამოაცხადა რეკორდული შემოსავალი $800 მილიონზე მეტი მხოლოდ ამ წლის მეორე კვარტალში, რაც საბოლოოდ მოდის სხვა კომპანიების მოგების წილზე. ამის თქმით, წარსულში იყო წარუმატებელი აზარტული თამაშები, სადაც PowerPC გამოირჩეოდა, ამიტომ ჩვენ უნდა ვნახოთ, სად მიდის RISC-V აქედან.