RISC-V: kaip įmonės tai stumia į ateitį

Key Takeaways

• RISC-V įgauna pagreitį, nes didelės įmonės, tokios kaip Google ir Qualcomm, grąžina alternatyvią instrukcijų rinkinio architektūrą, iššūkį x86 ir ARM dominavimui.
• RISC-V yra atvirojo kodo ISA, sukurta siekiant panaikinti licencijavimo mokesčius. Ji jau sulaukė didelio palaikymo su daugiau nei 100 RISC-V fondo narių.
• RISE, projektas, bendradarbiaujantis su RISC-V ir Linux fondu, sprendžia naujos ISA priėmimo iššūkį, reikalaujant, kad nariai prisidėtų pinigų arba inžinerinio laiko. RISC-V įrenginiai jau yra prieinami, visų pirma įterptosiose sistemose ir Kinijos rinkoje.

RISC-V Pastaruoju metu buvo visur, o alternatyvi instrukcijų rinkinio architektūra (ISA) kūrė pagreitį, kad būtų iššūkis x86 ir ARM dominavimui. Tai apėmė keletą aukšto lygio pranešimų iš Qualcomm ir Google, taip pat neseniai susiformavęs RISE (RISC-V programinės įrangos ekosistemos) projektas su visų parama nuo Red Hat iki Intel. „Google“ netgi neseniai paskelbė, kad gimtoji „Android“ palaikymas ateina į RISC.

Didžiosios kompanijos vienijasi už RISC-V, ir nors dar neaišku, ar ji gali pateisinti ažiotažą, daugybė rimtų žaidėjų (įskaitant kai kuriuos, kurių galbūt nesitikėjote), mažina savo žetonus. Per ateinantį dešimtmetį instrukcijų rinkiniai taps pagrindiniu technologijų kovos lauku, o RISC sparčiai įgauna pagreitį.

Kas yra instrukcijų rinkinys?

Sudėtingas procesoriaus architektūros blokas

Prieš pereidami prie RISC-V, pakalbėkime apie instrukcijų rinkinius, kurie yra vienas iš pagrindinių CPU architektūros elementų ir apibrėžia užduotis, kurias gali atlikti CPU. Šios instrukcijos svyruoja nuo labai paprastų, pvz., ADD (reikšmių įtraukimas į du duotus registrus arba atminties adresus), iki sudėtingesnių atminties saugos ar valdymo instrukcijų. Instrukcijų rinkinys įgyvendina visą ISA arba jos dalį, kuri nurodo instrukcijų diapazoną kartu su numatoma jų įvestimi ir veikimu. Paprastai tai apibūdinama kaip sumažintų arba sudėtingų instrukcijų rinkinių kompiuteriai (RISC ir CISC).

Skirtumas tarp šių dviejų gali būti sudėtingas, tačiau galite galvoti apie RISC kaip bandymą sujungti daug mažų nurodymų, kuriuos reikia atlikti. viskas greitai (paprastai per vieną laikrodžio ciklą), o CISC turi daug daugiau instrukcijų ir daugiau funkcijų, kurių gali prireikti ilgiau. Paprastai procesorius, įgyvendinantis visą arba dalį x86 ISA (plačiausiai priimta CISC ISA), įgyvendins kelis šimtus instrukcijų, tuo tarpu įprasta, kad RISC procesoriai įgyvendina iki 100. Daugeliui ISA galutiniame instrukcijų rinkinyje nereikia fiksuoto instrukcijų skaičiaus, o siūlomos modulinės konstrukcijos su keliais plėtiniais, kuriuos pasirinktinai įdiegia gamintojai.

Kadangi instrukcijų rinkinys iš esmės apibrėžia programinei įrangai prieinamus įrankius, jį galima pakeisti sudėtinga, nes ISA reikalauja, kad visa kompiuteryje veikianti programinė įranga būtų perkurta (arba perkompiliuota) a nauja ISA. Tam dažnai reikia reikšmingų kiekvieno programinės įrangos modifikacijų, o tai brangus ir daug laiko reikalaujantis procesas, kuriam reikalingas didelis kūrėjo palaikymas. Kaip tik dėl šios priežasties ISA keičiama retai, todėl egzistuoja labai tikra vištienos ir kiaušinio problema, kai kūrėjai turi sukurti savo programinę įrangą, kuri palaikytų naują ISA. Štai čia atsiranda RISC-V.

Kas yra RISC-V?

ISA, kuri nuolat auga

RISC-V yra ISA, pirmą kartą sukurta Parallel Computing Laboratory, U.C. Berklyje 2010 m. Tai nemokama atvirojo kodo ISA, sukurta tam, kad nereikėtų mokėti licencijų mokesčių, paprastai Intel arba ARM. 2015 m. RISC-V paliko laboratoriją, o RISC-V fondas buvo įkurtas su 36 nariais steigėjais. Vėliau tai tapo RISC-V International, kuri pagal naują naryste pagrįstą investicijų struktūrą šiandien tęsia RISC-V tyrimus ir valdymą. Fondas dabar turi daugiau nei 100 narių ir nuolat organizuoja renginius visame pasaulyje, kad palaikytų RISC-V augimą.

Kas yra RISE?

RISE buvo įkurta anksčiau šiais metais bendradarbiaujant su RISC-V ir „Linux Foundation“ ir jau remia „Intel“, „MediaTek“, „Red Hat“, „Qualcomm“ ir „Google“. RISE daugiausia dėmesio skiria programinės įrangos įrankių grandinių tobulinimui, kad palaikytų RISC-V augimą. Projekto kryptį, panašiai kaip ir kitus Linux Foundation projektus, nustato techninis valdymo komitetas.

RISE tiesiogiai sprendžia vištienos ir kiaušinio problemą, susijusią su naujos ISA priėmimu, reikalaudama, kad jos nariai įsipareigotų dolerio vertės arba inžinerinio laiko.

RISE tiesiogiai sprendžia vištienos ir kiaušinio problemą, priimdama naują ISA, reikalaudama savo narių įsipareigoti dolerių vertės arba inžinerinio laiko, skirto RISC-V atvirojo kodo programinės įrangos kūrimui, ir tai jau darosi puikiai žingsniais. Pavyzdžiui, „Android“ jau buvo perkurta RISC-V, kaip ir „Ubuntu“ bei kai kurios kitos „Linux“ distribucijos.

Kada galime pamatyti RISC-V laukinėje gamtoje?

Jie yra šalia, jei žinote, kur ieškoti

RISC-V įrenginiai jau yra prieinami, nors dažniausiai yra įterptosiose sistemose arba įrenginiuose, pagamintuose arba skirtuose Kinijos rinkai. Tiek Kinija, tiek Rusija pastaruoju metu labai linko į RISC-V, siekdamos atsiriboti nuo priklausomybės nuo Vakarų technologijų. Keletas RISC-V pagrįstų nešiojamųjų kompiuterių yra „Alibaba“, o RISC-V kūrimo plokštės pateko į Vakarų rinką. Kinijos įmonė „Sipeed“ siūlo RISC-V pagrindu sukurtas kūrimo plokštes, kurių formos faktoriai svyruoja nuo Steam Deck alternatyvos delniniams „Linux“ terminalams, o „Huawei“ išleido pirmuosius RISC-V pagrindu sukurtus kūrimo rinkinius, skirtus „HarmonyOS“ pagrįstiems daiktų interneto įrenginiams dar 2021 m.

Taip pat „Intel“ 2021 m. įsiveržė į dvi naujas gamybos patalpas Arizonoje ir paskelbė, kad 2025 m. prasidės dar dviejų Ohajo valstijoje. „Intel“ dirbo atgaivinti savo liejyklos veiklą pastaraisiais metais, o didelis RISC-V lustų antplūdis galėtų padėti jiems užpildyti šių naujų JAV gamyklų kiekį. Tai azartas, kurio imasi daugelis kompanijų, anksti neria su RISC-V, kad neliktų nuošalyje ir įgytų patirties, o RISC-V dar tik pradeda veikti.

Ar jis pasiruošęs dideliam laikui?

Tačiau RISC-V nėra visiškai pasiruošęs dideliam laikui. Nors ARM gali būti brangus, jo technologija buvo gerai patobulinta. CISC ISA iš pradžių įgijo populiarumą, nes leido ankstyviesiems inžinieriams lengvai įdiegti funkcijas, reikalingas sudėtingesniam skaičiavimui. Tačiau per pastarąjį dešimtmetį RANKARISC pagrindu sukurtų konstrukcijų pajėgumai ir kompetencija išaugo, tačiau išliko efektyvesnis energijos vartojimo būdas.

RISC-V natūraliai seka ARM pėdomis, pirmiausia išskirdama rinką mažos galios ir energiją taupantiems prietaisams.

Teoriškai ARM ir RISC-V procesoriai turėtų būti panašūs. Tačiau ARM programinės įrangos palaikymas jau yra platus (jo CPU jau veikia telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai), todėl jai suteikiama didžiulė pirmenybė prieš visus naujus RISC-V įrenginius.

Šis greitas startas yra dalis priežasčių, kodėl RISC-V (dar) nekelia iššūkių daugumai vartotojų ARM įrenginiams. natūraliai seka ARM pėdomis, išskirdama rinką mažos galios ir energiją taupantiems prietaisams Pirmas. Nukreipimas į žemesnę rinkos dalį leis RISC-V pirmiausia sukurti įrankių ir kūrėjų palaikymo bazę, taip pat patobulinti energijos vartojimo efektyvumą tiek aparatūros, tiek programinės įrangos lygiu. RISC-V International (ir, beje, jos narės) pradeda darbą, perkeldama produktus į RISC-V dabar tikiuosi, kad tobulėjant plėtrai taps galingesni ir energiją taupantys diegimai prieinama.

Intel?

Kaip minėjome anksčiau, net „Intel“ (pelningos x86 ISA savininkas) daug investuoja į RISC-V. Dėl „Intel“ sunkumų tiekiant energiją taupančius x86 įrenginius ji pastaruoju metu smarkiai pralaimėjo ARM. dešimtmetį, įskaitant didžiąją dalį „Apple“ į ARM orientuoto vidinio silicio ir „Qualcomm“ bei „Samsung“ platesniuose mobiliuosiuose įrenginiuose. turgus.

RISC architektūros potencialas buvo pripažintas jau seniai, potencialas, kuris buvo pagrindinis „Apple“ sprendimo ankstyvuosiuose „Mac“ kompiuteriuose įdiegti RISC pagrindu veikiančius „Motorola“ ir „PowerPC“ lustus. Tačiau per pastarąjį dešimtmetį ARM išlaisvino šį potencialą. „Intel“ dabar praranda x86 rinkos dalį prieš ARM net labiausiai dominuojančiose kategorijose, nes AWS stipriai stumia naujus „Graviton“ pagrindu sukurtus ARM lustus kaip pigesnę alternatyvą nei x86 debesyje. „Intel“ pasiryžo daug investuoti į RISC-V ir viešai įsipareigojo 1 mlrd. USD savo liejyklos paslaugoms, įskaitant dideles investicijas į RISC-V gamyklas.

Ar RISC-V gali pasivyti?

Tik laikas parodys

RISC-V sėkmės poreikis yra aiškus. Įmonės nenori toliau pildyti „Intel“ / ARM kišenių su savo licencijavimo mokesčiais, o ARM atvėrė kelią mažos galios RISC lustams, konkuruodama su „Intel“. RISC-V bandys pamėgdžioti ARM kelią į sėkmę, pirmiausia konkuruodama mažesnės galios ir plėtros srityse.

Tai jau matome, pavyzdžiui, „Google“ ir „Qualcomm“ paskelbus apie RISC-V pagrindu sukurta „Snapdragon Wear“ platforma. Taip pat aišku, kad įkūrus RISE ir nuolat investuojant į dideles įmones tiek iš originalios įrangos gamintojų, tiek iš vartotojų erdvės, RISC-V palaikoma. Ar jo dabartinio impulso pakanka, kad RISC-V perneštų lėtą slogą, kuri vejasi ARM, lieka neaišku, tačiau yra aiškus verslo interesas, kad RISC-V pasisektų. Vien per šių metų antrąjį ketvirtį ARM pranešė apie rekordines pajamas, viršijančias 800 mln. Beje, praeityje buvo nesėkmingų lošimų, kai „PowerPC“ išsiskyrė, todėl turėsime pamatyti, kur RISC-V žengia toliau.