RISC-V เป็นมาตรฐานสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง (ISA) แบบโอเพ่นซอร์สฟรีสำหรับ Systems-on-a-Chip (SoC)
CPU เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์ของเรา ซึ่งรับผิดชอบในการคำนวณพื้นฐาน การเปรียบเทียบเชิงตรรกะ และการย้ายข้อมูลไปรอบๆ งานง่ายๆ เหล่านี้เป็นองค์ประกอบสำคัญของการดำเนินการที่ซับซ้อนมากขึ้น และทำให้การรันระบบและโปรแกรมของเราเป็นไปได้
วิธีดำเนินการเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่ม: สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง (ISA) จะกำหนดว่าการดำเนินการเหล่านี้คืออะไรและโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ควรทำอะไร
ISA กำหนดคำแนะนำและคุณลักษณะที่ได้รับการสนับสนุน แต่ไม่ใช่วิธีการดำเนินการตามคำแนะนำเหล่านี้โดยเฉพาะ ให้คิดว่ามันเหมือนกับสูตรทำอาหาร สมมติว่าเป็นเบเกิล แม้ว่าสูตรจะเหมือนกัน เชฟแต่ละคนก็จะทำไม่เหมือนกัน เช่น การจัดเรียงเมล็ดงาที่แตกต่างกัน ในตัวอย่างของเรา พ่อครัวปรุงอาหารตามสูตร คือตัวประมวลผลคอมพิวเตอร์ที่ปฏิบัติตามคำแนะนำตาม ISA ที่กำหนดไว้ แต่ในทางทฤษฎีผลลัพธ์จะเหมือนเดิมเสมอ นั่นคือเบเกิลที่อร่อย
ชุดคำสั่งอื่นอาจไม่ได้กำหนดน้ำเดือดโดยตรง แต่ให้คุณดำเนินการบางอย่างกับวัตถุแทน: ทำความร้อน วัด และเปรียบเทียบ ตอนนี้พ่อครัวจะต้องต้มน้ำให้ร้อนและเปรียบเทียบอุณหภูมิที่วัดได้กับอุณหภูมิเดือดที่ทราบ มีสถาปัตยกรรมหลักสองประเภทสำหรับโปรเซสเซอร์: คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบซับซ้อน (CISC) และคอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบลดขนาด (RISC)
พูดง่ายๆ ก็คือ เป้าหมายของ CISC คือการทำให้สิ่งต่าง ๆ ง่ายขึ้นสำหรับโปรแกรมเมอร์ (เสนอคำแนะนำในการต้มน้ำ อีกวิธีหนึ่งในการอุ่นน้ำมัน ฯลฯ) โดยเสียค่าใช้จ่ายมากขึ้น โปรเซสเซอร์ ในขณะที่ RISC พยายามที่จะมีชุดคำสั่งที่ง่ายกว่า โดยต้องใช้ความพยายามเพิ่มเติมจากโปรแกรมเมอร์ แต่ส่งผลให้โปรเซสเซอร์มีขนาดเล็กลงและใช้พลังงานน้อยลง การบริโภค. เนื่องจากสถาปัตยกรรมทั้งสองมีความสามารถที่แตกต่างกัน โดยปกติแล้วโปรแกรมที่ทำงานบนสถาปัตยกรรมหนึ่งจะต้องถูกเขียนใหม่เพื่อให้ทำงานบนอีกสถาปัตยกรรมหนึ่งได้ หนึ่งในสถาปัตยกรรมที่ได้รับความนิยมมากที่สุดบนสมาร์ทโฟนในปัจจุบันคือส่วนหนึ่งของตระกูล RISC: ARM ซึ่งย่อมาจาก Acorn RISC Machine
เป็นที่น่าสังเกตว่าสิ่งนี้ส่วนใหญ่ใช้กับการเขียนโปรแกรม/คอมไพเลอร์พอร์ต สำหรับวัตถุประสงค์อื่น เช่น การสร้างโปรแกรมผู้ใช้ โดยปกติคุณจะใช้ภาษาระดับสูงซึ่งค่อนข้างเทียบได้กับ CISC ในระดับซอฟต์แวร์ หมายเหตุสำคัญอีกประการหนึ่งคือการเปรียบเทียบนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้คุณเข้าใจแนวคิดเหล่านี้อย่างเรียบง่ายแต่เป็นธรรมชาติ คำอธิบายที่แม่นยำและเจาะลึกน่าจะยาวกว่าและมีเทคนิคมากกว่ามาก
ในที่สุดสิ่งนี้ก็นำเราไปสู่ RISC-V (ออกเสียงว่า "risk five") ซึ่งเป็น ISA แบบโอเพ่นซอร์สฟรีสำหรับ SoC (Systems-on-a-Chip ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นแพ็กเกจ CPU และส่วนประกอบที่จำเป็นอื่นๆ เพื่อรันระบบ ด้วยกัน). ISA อื่นๆ ส่วนใหญ่ เช่น Intel, IBM หรือ ARM เป็นกรรมสิทธิ์และไม่สามารถนำไปใช้โดยผู้อื่นได้หากไม่มีใบอนุญาต (ซึ่งอาจใช้เวลาถึงสองสามปีในการเจรจา) ในทางกลับกัน ทุกคนสามารถใช้ นำไปใช้ และผลิต RISC-V ได้ฟรี โดยมีเงื่อนไขที่แท้จริงเพียงอย่างเดียวคือการรับทราบผู้เขียน RISC-V
ช่วยให้นักวิจัยและนักพัฒนาอิสระสามารถใช้โปรเซสเซอร์ของตนเองหรือปรับเปลี่ยนการใช้งาน RISC-V แบบโอเพ่นซอร์ส สิ่งที่เป็นไปไม่ได้ด้วยใบอนุญาต ARM เป็นต้น (ต้องมีใบอนุญาตแยกต่างหากสำหรับสิ่งนั้นซึ่งมีบริษัทใหญ่ประมาณ 15 แห่ง มี). ในเวลาเดียวกัน ISA ยังสามารถขยายและแก้ไขโดยบริษัทต่างๆ ได้โดยไม่ต้องเผยแพร่ซอร์สโค้ด ในลักษณะที่เทียบได้กับ Android การไม่มีค่าธรรมเนียมใบอนุญาตยังหมายถึงโปรเซสเซอร์ที่ถูกกว่า แม้ว่าจะไม่ลดราคาของสมาร์ทโฟนลงมากนักในทางปฏิบัติแม้ว่า RISC-V มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระยะยาว: ค่าลิขสิทธิ์บน SoC ไม่ได้คิดเป็นสัดส่วนส่วนใหญ่ของต้นทุนสมาร์ทโฟน (Qualcomm ใช้เวลา 2.5—5% ของราคาขายเป็นค่าสิทธิ เป็นต้น)
RISC-V ไม่ใช่ ISA ฟรีตัวแรก เช่นเดียวกับ ISA อื่นๆ ที่มีอยู่เช่นกัน ที่ได้รับความนิยมและพัฒนาอย่างแข็งขันที่สุดจากที่อื่นคือ OpenRISCซึ่งเริ่มต้นในปี 2000 และเผยแพร่ภายใต้ GNU GPL ไม่สนใจ ความแตกต่างอื่น ๆใบอนุญาตที่ได้รับอนุญาตของ RISC-V ทำให้มีความเป็นไปได้มากขึ้นที่จะนำไปใช้โดยบริษัทขนาดใหญ่ และสร้างความแตกต่าง ตัวอย่างเช่น Google, Hewlett-Packard Enterprise (HPE) และ Oracle เป็นบริษัทขนาดใหญ่สามแห่งที่มี เพิ่งเข้าร่วม คณะทำงานมาตรฐาน RISC-V แสดงความสนใจ RISC-V ที่เป็นมาตรฐานเปิดอย่างมีประสิทธิภาพ ตราบใดที่การใช้งานทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนด ("สอดคล้องกับ RISC-V") ลูกค้าจะยังคงสามารถใช้ระบบนิเวศเดียวหรือ อย่างอื่น (เช่น GNU/Linux) ในทางทฤษฎี ในขณะที่บริษัทต่างๆ จะมีแรงจูงใจที่จะทำเช่นนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการเขียนหรือย้ายระบบของพวกเขาจาก เกา. ในขณะเดียวกัน RISC-V ที่ได้รับแรงผลักดันหมายความว่าบริษัทขนาดเล็กสามารถสนับสนุนชุมชนโอเพ่นซอร์สได้จริงในขณะที่ยังคงมีระบบที่ยืดหยุ่น (บริษัทหนึ่งที่สนใจใน RISC-V คือ RISC ต่ำ).
คงต้องรอดูกันต่อไปว่า RISC-V สามารถนำการปรับปรุงที่เกิดขึ้นจริงมาใช้ได้หรือไม่ สำหรับลูกค้าที่อาจสนใจที่จะมีระบบเปิด หรือใช้ระบบปฏิบัติการที่รองรับบน SoC ที่รองรับ ในเวลาเดียวกัน ยังมีข้อกังวลอื่น ๆ ที่อาจเกิดขึ้นนอกเหนือจากแรงฉุดของ RISC-V: แม้ว่าใบอนุญาตที่ได้รับอนุญาตจะมาพร้อมกับสิทธิประโยชน์บางอย่าง แต่ก็อาจทำให้ยักษ์ใหญ่สามารถ ใช้ ยอมรับ ขยาย และดับกลยุทธ์ (ซึ่งเป็น น่าจะเป็นกรณีนี้ เมื่อพูดถึง Android/AOSP และบริการของ Google หรือแม้แต่ ระบบปฏิบัติการ Android Wear) -- แม้ว่าบางคนอาจโต้แย้งว่ายังคงดีกว่าสถานการณ์ปัจจุบัน ในปัจจุบันอาจมีการเปรียบเทียบระหว่างฉากนั้นกับฉาก Android โดยที่ OEM หลายรายพยายาม เพื่อสร้างความแตกต่างให้กับสกินเพื่อเพิ่มจำนวนผู้ใช้ และชุมชน ROM แบบกำหนดเองที่คงอยู่เพื่ออำนาจ ผู้ใช้
เยี่ยมชม หน้าเว็บ RISC-V หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติและเป้าหมายของโครงการ หรือแม้กระทั่ง ลองใช้ RISC-V ด้วยตัวคุณเอง.