Kas ir RISC-V?

Pat skaitļošanas cienītājiem RISC-V ir mazliet nezālē, bet varbūt ne uz ilgu laiku. Tā ir viena no uzlecošajām zvaigznēm skaitļošanas pasaulē un ir viens no veiksmīgākajiem (ja ne visveiksmīgākajiem) atvērtā koda un atvērtā standarta aparatūras piemēriem. Tiek prognozēts, ka tuvāko gadu laikā tiks pārdoti desmitiem miljardu RISC-V kodolu, un šis skaits konkurētu ar x86 un ARM serdeņi tiek pārdoti tajā pašā laika posmā. Šeit ir viss, kas jums jāzina par RISC-V un to, kur tas virzās.

RISC-V: bezmaksas un atvērtā standarta instrukciju kopas arhitektūra

RISC-V (izrunā "risk five") ir instrukciju kopas arhitektūra (ISA), ko izstrādājusi un uztur RISC-V International (agrāk RISC-V fonds). ISA ir jebkura CPU dizaina sākumpunkts un nosaka tādas pamata lietas kā pamata instrukcijas, kādas izvēles instrukcijas var pievienot un kāda veida programmatūra var darboties CPU. Turklāt RISC-V pēc nosaukuma ir a

rizglītots iinstrukcija sun dators architecture, kas būtībā nozīmē, ka tās noklusējuma formai ir ļoti maz norādījumu. ARM ir arī RISC dizains kamēr x86 ir sarežģīta instrukciju kopas datora dizains (CISC).

Tas, ka RISC-V ir RISC dizains, ir svarīgāks par to, ka ARM ir RISC vai x86 ir CISC, jo RISC-V ir unikāls pārdošanas punkts: tas ir atvērts standarts. Jebkurš uzņēmums, kas vēlas izmantot akciju RISC-V dizainu, var to darīt un modificēt, kā vien vēlas. Tā kā x86 kopīgi pieder Intel un AMD, neviens cits uzņēmums nevar (legāli) ražot x86 procesorus, un, lai gan uzņēmumi var izveidot savu ARM mikroshēmu versiju, viņiem ne tikai jāmaksā uzņēmumam Arm, bet arī viņi nevar mainīt ISA. Ar RISC-V tā ir pilnīga brīvība.

Nu, varbūt ne pilnīga brīvība. Lai gan RISC-V International (uzņēmums, kas atrodas aiz RISC-V) bieži sevi ir nodēvējis par "atvērtu" un "atvērtais kods", nesen tas ir atkāpies no atvērtā koda un tagad runā par RISC-V kā atvērtā standarta ISA. Tas ir tāpēc, ka faktiskās RISC-V mikroshēmas var būt patentētas un slēgta pirmkoda, lai gan ISA ir atvērtā koda. Kas jums jāzina, ir tas, ka, lai gan jebkurš uzņēmums vai organizācija var izmantot RISC-V ISA bez maksas, faktiskie produkti var tikt bloķēti, piemēram, x86 vai ARM.

Protams, šai pieejai ir gan pozitīvās, gan negatīvās puses. Labā ziņa ir tā, ka nav nekādu licencēšanas maksu vai dizaina ierobežojumu, kas ir lieliski piemērots uzņēmumiem, kuri vēlas būt pēc iespējas autonomāki un samazināt izstrādes izmaksas. Sliktās ziņas ir tādas, ka šādas brīvības izmantošana nav vienkārša, jo CPU projektēšana nav vienkārša. Turklāt uzņēmumiem, kas ražo savus RISC-V procesorus, nav pienākuma koplietot šo tehnoloģiju ar citiem, taču tie var licencēt dizainus, kā to dara Arm.

Īsa RISC-V vēsture

RISC-V ir dīvains nosaukums. Varētu domāt, ka tas bija piektais RISC ISA sērijā, un, lai gan tas ir stāsts aiz tā nosaukuma, tas nav īsti precīzs. RISC-I un RISC-II tika izstrādāti 1981. gadā, taču RISC-III un RISC-IV nav īsti ISA. Tā vietā tie bija nosaukumi, kas tika lietoti diviem ISA, ko sauc par SOAR un SPUR, kas iznāca attiecīgi 1984. un 1988. gadā. Nav būtiskas saistības starp RISC-V un šiem 80. gadu ISA, izņemot to, ka tie visi ir RISC modeļi.

RISC-V ir praktiski mazulis starp ISA. Darbs pie RISC-V sākās 2010. gadā Bērklija paralēlajā skaitļošanā Lab (vai saīsināti Par Lab), kas saņēma finansējumu no Microsoft, kā arī no Intel, x86 radītāja IR. Līdz 2011. gadam pirmais RISC-V prototips bija gatavs ražošanai. RISC-V no pētniecības projekta tika pārveidots par faktisku ISA, ko uzņēmumi varēja izmantot 2014. gadā, kad Deivids Pattersons un Krste Asanovičs publicēja rakstu apgalvojot, ka atvērtā pirmkoda aparatūra ir nākotne un ka RISC-V ir ISA, kas veic šo darbu. Gadu vēlāk tika izveidots RISC-V fonds.

Ir pagājuši tikai astoņi gadi, kopš RISC-V parādījās uz skatuves, un, tā kā mikroshēmu projektēšana var aizņemt vairākus gadus, ir grūti novērtēt, kur šobrīd atrodas RISC-V. Mēs zinām, ka RISC-V International ir vairāk nekā 3500 dalībnieku, salīdzinot ar 600 2020. gada sākumā, 1500 2021. gada sākumā un 2200 2021. gada beigās. Kas attiecas uz faktisko tirgus daļu, to ir grūti pateikt, bet 2023. gada maijs RISC-V tehnoloģiju direktors Marks Himelšteins apgalvoja, ka dalībuzņēmumi ir pārdevuši "10 miljardus" RISC-V kodolu, kas atbilst prognozēm 2022. un 2023. gadam.

RISC-V ambīcijas pārņemt centrālo procesoru tirgu

RISC-V International runā par lielu spēli, kad runa ir par izaugsmi, atsaucoties uz vienu pētījumu, kas paredz Līdz 2025. gadam tiks pārdoti 60 miljardi RISC-V kodolu un vēl viens, kas prognozē RISC-V salikto gada pieauguma tempu (vai CAGR). tikai 35% līdz 2027. gadam. 35% CAGR ir ārkārtīgi agresīvs un ātrs šādā iedibinātajā nozarē, taču pieaug daudzi uzņēmumi cenšas izveidot paši savas mikroshēmas, un tas noteikti palīdzēs uzpildīt RISC-V izaugsmi. Galvenie RISC-V tirgi ietver rūpnieciskās lietojumprogrammas, 5G un mobilos sakarus, kā arī zemas klases viedtālruņus, personālos datorus, spēļu konsoles un serverus.

RISC-V ieviešana noveda pie tādu uzņēmumu dibināšanas, kas nodarbojas tikai ar RISC-V mikroshēmām. SiFive ir viens no visredzamākajiem uzņēmumiem, kas izgatavoja RISC-V mikroshēmu, un tam ir ļoti līdzīgs biznesa modelis kā Arm, kas licencē savus pielāgotos RISC-V dizainus, lai gūtu peļņu. Mūsdienās SiFive reklamē savu tehnoloģiju izmantošanu valkājamās ierīcēs, automašīnās un daudzās citās jomās. Turklāt uzņēmumi, kas kādreiz izmantoja citus ISA, ir pilnībā pārgājuši uz RISC-V izmantošanu; Microsemi, Microchip meitasuzņēmums, nomainīja ARM kodolus FPGA ar RISC-V serdeņiem.

Ir acīmredzams, ka RISC-V aiz muguras ir milzīgs impulss, pat ja tas ne visai atbilst savām augstām ambīcijām.

Bet ir arī uzņēmumi, kas atbalsta un izmanto RISC-V, ko jūs varētu negaidīt. Nvidia, dibinātājs, mēģināja iegādāties Arm no 2020. līdz 2022. gadam; IBM, citam dibinātājam, ir savs PowerPC ISA; Qualcomm, arī dibinātājs, ir vadošais ARM mikroshēmu dizainers; un Intel, kas bija iesaistīts RISC-V izstrādē un izstrādāja izstrādes mikroshēmas, izveidoja x86, vienu no visu laiku vecākajām un svarīgākajām ISA. Lieta ir tāda, ka daudzi uzņēmumi uzskata, ka RISC-V ir kaut kas tāds, kas var pastāvēt kopā ar citiem CPU, nevis tikai vienkāršu ARM un x86 aizstājēju.

Arm, protams, nav liels RISC-V cienītājs un uzskata, ka sadrumstalotības risks ir galvenais iemesls, kāpēc neizmantot RISC-V. Sadrumstalotība ir tad, kad tehnoloģiju standarti tiek brīvi vai netiek piemēroti, un RISC-V rada bažas, ka kopš visu var modificēt, tas varētu izveidot aparatūras ekosistēmu, kurā ne visa RISC-V programmatūra var darboties visos RISC-V čipsi. Tas faktiski jau notiek, jo dažādas tālruņu RISC-V mikroshēmas neatbalsta vienas un tās pašas operētājsistēmas. Protams, RISC-V mikroshēmu ražotājiem ir spēcīgs stimuls ievērot standartus, lai izvairītos no šīs lietas, un nākotnē RISC-V uzņēmumiem būs jāuzmanās no sadrumstalotības.

Ir acīmredzams, ka RISC-V aiz muguras ir milzīgs impulss, pat ja tas ne visai atbilst savām augstām ambīcijām. Tūkstošiem dalībnieku, tostarp daži no pasaules vadošajiem skaitļošanas uzņēmumiem, universitātēm un pat Indijas Elektronikas un informācijas tehnoloģiju ministrija, ir grūti redzēt, ka RISC-V nekļūtu par galveno spēlētāju skaitļošanas jomā ainas. Iespējams, pēc dažiem gadiem cilvēki strīdēsies par to, vai ARM vai RISC-V ir labākais viedtālruņiem.