Hva er RISC-V?

Selv for datahobbyister er RISC-V litt i ugresset, men kanskje ikke så lenge. Det er en av de stigende stjernene i dataverdenen og er et av de mest vellykkede (om ikke det mest vellykkede) eksemplene på åpen kildekode og åpen standard maskinvare. Det er spådd at titalls milliarder RISC-V-kjerner vil bli solgt i løpet av de neste årene, et tall som vil konkurrere med mengden x86 og VÆPNE kjerner selges i samme tidsramme. Her er alt du trenger å vite om RISC-V og hvor det går.

RISC-V: En gratis og åpen standard instruksjonssettarkitektur

RISC-V (uttales "risk five") er en instruksjonssettarkitektur (ISA) utviklet og vedlikeholdt av RISC-V International (tidligere RISC-V Foundation). En ISA er utgangspunktet for enhver CPU-design

og bestemmer grunnleggende ting som grunnleggende instruksjoner, hvilke valgfrie instruksjoner som kan legges til, og hva slags programvare som kan kjøres på CPU-en. I tillegg er RISC-V, ifølge navnet, en rutdannet Jeginstruksjon sog datamaskin enrchitecture, som i utgangspunktet betyr at standardformen kommer med svært få instruksjoner. ARM er også en RISC-design samtidig som x86 er et komplekst instruksjonssett for datamaskindesign (CISC).

Å være en RISC-design er viktigere for RISC-V enn at ARM er RISC eller x86 som CISC fordi RISC-V har et unikt salgsargument: det er åpen standard. Ethvert selskap som ønsker å bruke RISC-V-designet står fritt til å gjøre det og endre det slik det vil. Siden x86 eies i fellesskap av Intel og AMD, kan ingen andre selskaper (lovlig) lage x86-prosessorer, og selv om selskaper kan lage sin egen versjon av ARM-brikker, de må ikke bare betale Arm selskapet, men de kan ikke endre ISA. Med RISC-V er det total frihet.

Vel, kanskje ikke total frihet. Selv om RISC-V International (selskapet bak RISC-V) ofte har fakturert seg selv som "åpen" og «åpen kildekode», har nylig gått bort fra åpen kildekode og snakker nå om RISC-V som en åpen standard ISA. Dette er fordi faktiske RISC-V-brikker kan være proprietære og lukket kildekode, selv om ISA-en er åpen kildekode. Det du trenger å vite er at selv om enhver bedrift eller organisasjon kan bruke RISC-V ISA gratis, kan faktiske produkter være låst ned som x86 eller ARM.

Selvfølgelig er det oppsider og ulemper med denne tilnærmingen. Den gode nyheten er at det ikke er noen lisensavgifter eller restriksjoner på design, noe som er flott for selskaper som ønsker å være så autonome som mulig og redusere utviklingskostnadene. Den dårlige nyheten er at det ikke er lett å utøve denne mengden frihet fordi det ikke er lett å designe CPUer. I tillegg er ikke selskaper som lager sine egne RISC-V-prosessorer forpliktet til å dele den teknologien med andre, men de kan lisensiere ut design som Arm gjør.

En kort historie om RISC-V

RISC-V er et merkelig navn. Du skulle tro det var den femte i rekken av RISC-ISA-er, og selv om det er historien bak navnet, er det ikke akkurat nøyaktig. RISC-I og RISC-II ble designet i 1981, men RISC-III og RISC-IV er ikke egentlige ISA-er. I stedet var de navn brukt på to ISAer kalt SOAR og SPUR, som kom ut i henholdsvis 1984 og 1988. Det er ingen vesentlig sammenheng mellom RISC-V og disse ISA-ene fra 80-tallet utover det faktum at de alle er RISC-design.

RISC-V er praktisk talt en baby blant ISA-er. Arbeidet med RISC-V startet i 2010 i Berkeleys Parallel Computing Lab (eller forkortet Par Lab), som mottok finansiering fra Microsoft så vel som Intel, skaperen av x86 ER EN. I 2011 var den første RISC-V-prototypen klar til å bli produsert. RISC-V forvandlet seg fra et forskningsprosjekt til en faktisk ISA som selskaper kunne bruke i 2014 da David Patterson og Krste Asanović publiserte en artikkel argumenterer for at åpen kildekode-maskinvare var fremtiden og at RISC-V var ISA for å gjøre jobben. Et år senere ble RISC-V Foundation opprettet.

Det er bare åtte år siden RISC-V brøt inn på scenen, og fordi utforming av brikker kan ta år alene, er det vanskelig å vurdere hvor RISC-V er akkurat nå. Det vi vet er at det er over 3500 medlemmer av RISC-V International, opp fra 600 ved starten av 2020, 1500 tidlig i 2021 og 2200 i slutten av 2021. Når det gjelder faktisk markedsandel, er det vanskelig å si, men i Mai 2023 RISC-V CTO Mark Himelstein hevdet at "10-vis av milliarder" av RISC-V-kjerner hadde blitt solgt av medlemsbedrifter, noe som er i tråd med spådommer for 2022 og 2023.

RISC-Vs ambisjoner om å ta CPU-markedet med storm

RISC-V International snakker om et stort spill når det kommer til vekst, og siterer en studie som forutsier 60 milliarder RISC-V-kjerner vil bli solgt innen 2025 og en annen som forutsier RISC-Vs sammensatte årlige vekstrate (eller CAGR) vil være bare 35 % gjennom 2027. En CAGR på 35 % er ekstremt aggressiv og rask i en så etablert bransje, men økende en rekke selskaper søker å designe sine egne brikker, og dette vil garantert hjelpe til med drivstoff til RISC-V-er vekst. Nøkkelmarkeder for RISC-V inkluderer industrielle applikasjoner, 5G og mobilnett, men også smarttelefoner, PC-er, spillkonsoller og servere.

Introduksjonen av RISC-V førte til grunnlaget for selskaper som utelukkende handler med RISC-V-brikker. SiFive er et av de mest synlige som det første selskapet til å lage en RISC-V-brikke, og har en veldig lik forretningsmodell som Arm, og lisensierer ut sine tilpassede RISC-V-design for å tjene penger. I dag annonserer SiFive teknologiens bruk i wearables, biler og en mengde andre områder. Videre har selskaper som en gang brukte andre ISAer gjort den fulle overgangen til å bruke RISC-V; Microsemi, et datterselskap av Microchip, erstattet ARM-kjerner i sin FPGAer med RISC-V-kjerner.

Det er åpenbart at RISC-V har massevis av momentum bak seg, selv om den ikke helt lever opp til sine høye ambisjoner.

Men det er også selskaper som støtter og bruker RISC-V som du kanskje ikke forventer. Nvidia, et grunnleggende medlem, forsøkte å kjøpe Arm fra 2020 til 2022; IBM, et annet grunnleggende medlem, har sin egen PowerPC ISA; Qualcomm, også et grunnleggende medlem, er en ledende ARM-brikkedesigner; og Intel, som var involvert i RISC-Vs utvikling og flotte utviklingsbrikker, laget x86, en av de eldste og viktigste ISA-ene noensinne. Saken er at mange selskaper ser på RISC-V som noe som kan eksistere sammen med andre CPUer og ikke bare en enkel erstatning for ARM og x86.

Arm er selvfølgelig ikke en stor fan av RISC-V og ser på risikoen for fragmentering som en sentral grunn til å ikke bruke RISC-V. Fragmentering er når teknologistandarder håndheves løst eller ikke håndheves, og frykten med RISC-V er at siden alt kan endres, det kan skape et maskinvareøkosystem der ikke all RISC-V-programvare kan kjøres på alle RISC-V sjetonger. Dette skjer faktisk allerede ettersom forskjellige RISC-V-brikker for telefoner ikke alle støtter de samme operativsystemene. Selvfølgelig er det et sterkt insentiv for RISC-V-brikkeprodusenter til å følge standarder for å unngå nettopp dette, og i fremtiden vil RISC-V-selskaper måtte være forsiktige med fragmentering.

Det er åpenbart at RISC-V har massevis av momentum bak seg, selv om den ikke helt lever opp til sine høye ambisjoner. Med tusenvis av medlemmer, inkludert noen av verdens ledende databedrifter, universiteter og til og med Indias Departementet for elektronikk og informasjonsteknologi, det er vanskelig å se at RISC-V ikke blir en stor aktør innen databehandling scene. Kanskje om noen år vil folk krangle om hvorvidt ARM eller RISC-V er det beste for smarttelefoner.