RISC-V is een gratis en open source Instruction Set Architecture (ISA)-standaard voor Systems-on-a-Chip (SoC's).
De CPU is een van de meest cruciale componenten van onze computers en is verantwoordelijk voor het uitvoeren van basisberekeningen, logische vergelijkingen en het verplaatsen van gegevens. Deze eenvoudige taken vormen de bouwstenen van elke complexere operatie en maken het uitvoeren van onze systemen en programma's mogelijk.
Hoe deze bewerkingen worden uitgevoerd is niet willekeurig: een Instruction Set Architecture (ISA) definieert wat ze zijn en wat computerprocessors zouden moeten doen.
Een ISA definieert ondersteunde instructies en functies, maar niet hoe deze instructies specifiek worden uitgevoerd. Zie het als een kookrecept - laten we zeggen dat het voor bagels is: hoewel het recept hetzelfde is, zal elke chef-kok het anders uitvoeren, waarbij hij bijvoorbeeld de sesamzaadjes anders rangschikt. De chef-kok die op basis van het recept kookt, is in ons voorbeeld de computerprocessor die instructies uitvoert volgens de gedefinieerde ISA. Het resultaat zal in theorie echter altijd hetzelfde zijn: een smakelijke bagel.
Een andere instructieset definieert kokend water misschien niet rechtstreeks, maar laat je in plaats daarvan bepaalde handelingen op objecten uitvoeren: verwarmen, meten en vergelijken. Een kok zou nu water moeten opwarmen en de gemeten temperatuur moeten vergelijken met de bekende kooktemperatuur. Er zijn twee hoofdarchitectuurtypen voor processors: Complex Instruction Set Computing (CISC) en Reduced Instruction Set Computing (RISC).
Simpel gezegd is het doel van CISC om het voor programmeurs gemakkelijker te maken (het aanbieden van een instructie om water te koken, een andere om olie op te warmen, enz.) ten koste van grotere processors, terwijl RISC probeert een eenvoudiger reeks instructies te hebben, wat wat meer inspanning van programmeurs vergt, maar resulteert in kleinere processors en minder stroom consumptie. Omdat de twee architecturen verschillende mogelijkheden hebben, moet een programma dat op de ene draait meestal herschreven worden om op de andere te kunnen draaien. Een van de meest populaire architecturen van vandaag op smartphones maakt deel uit van de RISC-familie: ARM, wat staat voor Acorn RISC Machine.
Het is vermeldenswaard dat dit vooral van toepassing is op programmeer-/porteringscompilers. Voor andere doeleinden, zoals het maken van een gebruikersprogramma, zou je normaal gesproken een taal op hoog niveau gebruiken die op softwareniveau enigszins vergelijkbaar is met CISC. Een andere belangrijke opmerking is dat deze vergelijking bedoeld is om u een eenvoudig maar intuïtief begrip van deze concepten te geven. Een nauwkeurige, diepgaande uitleg zou veel langer en technischer zijn.
Dit brengt ons uiteindelijk bij RISC-V (uitgesproken als "risico vijf"), een gratis en open source ISA voor SoC's (Systems-on-a-Chip, dat in feite de CPU en andere noodzakelijke componenten verpakt om een systeem te laten draaien samen). De meeste andere ISA's, zoals die van Intel, IBM of ARM, zijn bedrijfseigen en kunnen niet door anderen worden gebruikt zonder licenties (wat een paar jaar kan duren om te onderhandelen). Aan de andere kant kan RISC-V door iedereen gratis worden gebruikt, geïmplementeerd en geproduceerd, met als enige echte voorwaarde de erkenning van de RISC-V-auteurs.
Hierdoor kunnen onafhankelijke onderzoekers en ontwikkelaars hun eigen processors implementeren of open source RISC-V-implementaties aanpassen. iets wat bijvoorbeeld niet mogelijk is met een ARM-licentie (daarvoor is een aparte licentie nodig, die zo’n 15 grote bedrijven hebben). Tegelijkertijd kan de ISA ook door bedrijven worden uitgebreid en aangepast zonder de broncode vrij te geven, op een vergelijkbare manier als Android. Het ontbreken van licentiekosten betekent ook goedkopere processors, hoewel dat in de praktijk de prijzen van smartphones niet veel zal verlagen RISC-V wordt op de lange termijn wijdverbreid gebruikt: de royalty's op SoC's vormen simpelweg niet een groot deel van de kosten van een smartphone (Qualcomm neemt 2.5—5% van de verkoopprijs als royalty’s, bijvoorbeeld).
RISC-V is niet de eerste gratis ISA, aangezien er ook andere bestaan. De meest populaire en meest actief ontwikkelde van de anderen is OpenRISC, dat begon in 2000 en wordt uitgebracht onder de GNU GPL. Negeren andere verschillenmaakt de tolerante licentie van RISC-V het aannemelijker om door grotere bedrijven te worden overgenomen en maakt het een verschil. Google, Hewlett-Packard Enterprise (HPE) en Oracle zijn bijvoorbeeld drie grotere bedrijven die dat wel hebben onlangs lid geworden de RISC-V-standaardwerkgroep, waarmee ze effectief blijk gaven van hun interesse in RISC-V als open standaard. Zolang alle implementaties voldoen aan de specificaties ("RISC-V-compatibel"), kunnen klanten nog steeds één ecosysteem of een ander (bijvoorbeeld GNU/Linux) in theorie, terwijl bedrijven daartoe een stimulans zouden hebben om te voorkomen dat ze hun systemen moeten schrijven of porten vanaf kras. Tegelijkertijd betekent het steeds populairder worden van RISC-V dat kleinere bedrijven de open source-gemeenschap daadwerkelijk kunnen ondersteunen terwijl ze nog steeds over een flexibel systeem beschikken (een van die bedrijven die geïnteresseerd zijn in RISC-V is laagRISC).
Het valt nog te bezien of RISC-V daadwerkelijke verbeteringen kan brengen of niet voor klanten die mogelijk geïnteresseerd zijn in het hebben van open systemen of het draaien van een ondersteund besturingssysteem op compatibele SoC's. Tegelijkertijd zijn er andere potentiële zorgen dan de aantrekkingskracht van RISC-V: hoewel de permissieve licentie bepaalde voordelen met zich meebrengt, zou het reuzen ook in staat kunnen stellen om gebruik de Strategie omarmen, uitbreiden en blussen (dat is misschien wel het geval als het gaat om Android/AOSP en de diensten van Google, of zelfs Android-kleding) – hoewel je zou kunnen beweren dat dit nog steeds beter zou zijn dan de huidige situatie. Er zou zelfs een vergelijking kunnen worden gemaakt tussen dit en de Android-scene van vandaag, waarbij verschillende OEM's het proberen om hun skins te differentiëren om meer gebruikers te werven, en aangepaste ROM-gemeenschappen die volharden in de macht gebruikers.
Bezoek de RISC-V-webpagina als u meer wilt weten over de geschiedenis en doelstellingen van het project, of zelfs probeer zelf een RISC-V-implementatie.