RISC-V nedir?

Bilgisayar meraklıları için bile RISC-V biraz geride kalıyor ama belki de uzun sürmeyecek. Bilgisayar dünyasının yükselen yıldızlarından biridir ve açık kaynak ve açık standart donanımın (en başarılı olmasa da) en başarılı örneklerinden biridir. Önümüzdeki birkaç yıl içinde on milyarlarca RISC-V çekirdeğinin satılacağı tahmin ediliyor; bu sayı x86 ve KOL Çekirdekler aynı zaman diliminde satıldı. İşte RISC-V ve nereye gittiği hakkında bilmeniz gereken her şey.

RISC-V: Ücretsiz ve açık standartlı bir komut seti mimarisi

RISC-V ("risk beş" olarak telaffuz edilir), RISC-V International (eski adıyla RISC-V Vakfı) tarafından geliştirilen ve sürdürülen bir talimat seti mimarisidir (ISA). ISA, herhangi bir CPU tasarımının başlangıç ​​noktasıdır

ve temel talimatlar, hangi isteğe bağlı talimatların eklenebileceği ve CPU üzerinde yerel olarak ne tür bir yazılımın çalışabileceği gibi temel şeyleri belirler. Ek olarak RISC-V, adına göre bir Reğitimli Bentalimat Sve bilgisayar ATemel olarak varsayılan biçiminin çok az talimatla birlikte geldiği anlamına gelen mimari. ARM aynı zamanda bir RISC tasarımıdır sırasında x86 karmaşık bir talimat seti bilgisayar tasarımıdır (CISC).

RISC tasarımı olmak, RISC-V için ARM'ın RISC olmasından veya x86'nın CISC olmasından daha önemlidir çünkü RISC-V'nin benzersiz bir satış noktası vardır: açık standarttır. Stok RISC-V tasarımını kullanmak isteyen herhangi bir şirket bunu yapmakta ve istediği gibi değiştirmekte özgürdür. x86, Intel ve AMD'nin ortak mülkiyetinde olduğundan, başka hiçbir şirket (yasal olarak) x86 işlemci üretemez. şirketler ARM çiplerinin kendi versiyonlarını yapabilirler, yalnızca Arm şirketine ödeme yapmakla kalmazlar, aynı zamanda değiştiremezler ISA. RISC-V ile bu tamamen özgürlüktür.

Belki de tam bir özgürlük değil. Her ne kadar RISC-V International (RISC-V'nin arkasındaki şirket) kendisini sıklıkla "açık" olarak tanıtsa da ve "açık kaynak", yakın zamanda açık kaynaktan uzaklaştı ve artık RISC-V'den bir çözüm olarak bahsediyor açık standart ISA. Bunun nedeni, ISA açık kaynak olmasına rağmen gerçek RISC-V yongalarının özel ve kapalı kaynak olabilmesidir. Bilmeniz gereken şey, herhangi bir şirket veya kuruluşun RISC-V ISA'yı ücretsiz olarak kullanabilmesine rağmen, gerçek ürünlerin x86 veya ARM gibi kilitlenmiş olabileceğidir.

Elbette bu yaklaşımın olumlu ve olumsuz yanları var. İyi haber şu ki, tasarımlarda herhangi bir lisans ücreti veya kısıtlama yok; bu da mümkün olduğu kadar özerk olmak ve geliştirme maliyetlerini azaltmak isteyen şirketler için harika. Kötü haber şu ki, bu kadar özgürlüğü kullanmak kolay değil çünkü CPU tasarlamak kolay değil. Ek olarak, kendi RISC-V işlemcilerini üreten şirketlerin bu teknolojiyi başkalarıyla paylaşma zorunluluğu yoktur ancak Arm'ın yaptığı gibi tasarımları lisanslayabilirler.

RISC-V'nin kısa tarihi

RISC-V tuhaf bir isim. Bunun bir dizi RISC ISA'nın beşincisi olduğunu düşünebilirsiniz ve isminin arkasındaki hikaye bu olsa da bu tam olarak doğru değil. RISC-I ve RISC-II 1981'de tasarlandı, ancak RISC-III ve RISC-IV gerçek ISA'lar değil. Bunun yerine sırasıyla 1984 ve 1988'de ortaya çıkan SOAR ve SPUR adlı iki ISA'ya uygulanan isimlerdi. RISC-V ile 80'lerden kalma bu ISA'lar arasında, hepsinin RISC tasarımları olduğu gerçeğinin ötesinde önemli bir bağlantı yoktur.

RISC-V pratikte ISA'lar arasında bir bebektir. RISC-V üzerindeki çalışmalar 2010 yılında Berkeley'in Paralel Hesaplama'sında başladı x86'nın yaratıcısı Intel'in yanı sıra Microsoft'tan da fon alan Lab (veya kısaca Par Lab) ISA. 2011 yılına gelindiğinde ilk RISC-V prototipi üretilmeye hazırdı. RISC-V, 2014 yılında David Patterson ve Krste Asanović'in devreye girmesiyle bir araştırma projesinden şirketlerin kullanabileceği gerçek bir ISA'ya dönüştü. bir makale yayınladı açık kaynaklı donanımın geleceğin olduğunu ve RISC-V'nin bu işi yapacak ISA olduğunu savunuyordu. Bir yıl sonra RISC-V Vakfı kuruldu.

RISC-V'nin sahneye çıkışından bu yana yalnızca sekiz yıl geçti ve çiplerin tasarlanması tek başına yıllar alabileceğinden, RISC-V'nin şu anda nerede olduğunu değerlendirmek zor. Bildiğimiz şey, RISC-V International'ın 3.500'den fazla üyesinin olduğu; bu rakamın 2020'nin başında 600, 2021'in başlarında 1.500 ve 2021'in sonlarında 2.200 olduğu görülüyor. Gerçek pazar payına gelince, bunu söylemek zor ama Mayıs 2023 RISC-V CTO Mark Himelstein üye şirketler tarafından "10 milyarlarca" RISC-V çekirdeğinin satıldığını iddia etti; bu, 2022 ve 2023 tahminleriyle uyumlu.

RISC-V'nin CPU pazarını fırtınaya sokma tutkusu

RISC-V International, konu büyüme olduğunda büyük bir oyundan bahsediyor ve şunu öngören bir çalışmaya atıfta bulunuyor: 2025 yılına kadar 60 milyar RISC-V çekirdeği satılacak ve RISC-V'nin bileşik yıllık büyüme oranının (veya CAGR'ın) olacağını tahmin eden bir diğeri 2027'ye kadar %35'ten biraz utangaç. Böyle köklü bir sektörde %35'lik bir CAGR son derece agresif ve hızlıdır, ancak giderek artmaktadır çok sayıda şirket kendi çiplerini tasarlamaya çalışıyor ve bunun RISC-V'yi beslemeye yardımcı olacağı kesin. büyüme. RISC-V için önemli pazarlar arasında endüstriyel uygulamalar, 5G ve hücresel cihazların yanı sıra düşük kaliteli akıllı telefonlar, PC'ler, oyun konsolları ve sunucular da yer alıyor.

RISC-V'nin piyasaya sürülmesi, yalnızca RISC-V yongalarıyla ilgilenen şirketlerin kurulmasına yol açtı. SiFive, RISC-V çipi üreten ilk şirket olarak en görünür şirketlerden biri ve Arm'a çok benzer bir iş modeline sahip, kar elde etmek için özel RISC-V tasarımlarını lisanslıyor. Bugün SiFive, teknolojisinin giyilebilir cihazlarda, arabalarda ve daha birçok alanda kullanımının reklamını yapıyor. Ayrıca, bir zamanlar diğer ISA'ları kullanmış olan şirketler RISC-V kullanımına tam geçiş yapmışlardır; Microchip'in bir yan kuruluşu olan Microsemi, ARM çekirdeklerinin yerini aldı FPGA'ler RISC-V çekirdekli.

RISC-V'nin, büyük hedeflerini tam olarak karşılayamasa da arkasında büyük bir ivme olduğu aşikar.

Ancak beklemeyebileceğiniz RISC-V'yi destekleyen ve kullanan şirketler de var. Kurucu üyelerden Nvidia, 2020'den 2022'ye kadar Arm'ı satın almaya çalıştı; Diğer bir kurucu üye olan IBM'in kendi PowerPC ISA'sı vardır; Aynı zamanda kurucu üyelerden biri olan Qualcomm, önde gelen bir ARM çip tasarımcısıdır; ve RISC-V'nin geliştirilmesinde ve geliştirme yongalarının üretilmesinde yer alan Intel, şimdiye kadarki en eski ve en önemli ISA'lardan biri olan x86'yı yaptı. Mesele şu ki, birçok şirket RISC-V'yi yalnızca ARM ve x86'nın basit bir alternatifi olarak değil, diğer CPU'larla birlikte var olabilecek bir şey olarak görüyor.

Arm elbette RISC-V'nin büyük bir hayranı değil ve parçalanma riskini RISC-V kullanmamanın temel nedeni olarak görüyor. Parçalanma, teknoloji standartlarının gevşek bir şekilde uygulanması veya uygulanmaması durumudur ve RISC-V ile ilgili korku, her şey değiştirilebilir, tüm RISC-V yazılımlarının tüm RISC-V'lerde çalışamayacağı bir donanım ekosistemi oluşturabilir cips. Telefonlara yönelik farklı RISC-V yongalarının tümü aynı işletim sistemlerini desteklemediğinden bu aslında zaten oluyor. Tabii ki, RISC-V yonga üreticilerinin bu durumdan kaçınmak için standartlara uymaları yönünde güçlü bir teşvik var ve gelecekte RISC-V şirketlerinin parçalanma konusunda dikkatli olması gerekecek.

RISC-V'nin, büyük hedeflerini tam olarak karşılayamasa da arkasında büyük bir ivme olduğu aşikar. Dünyanın önde gelen bilgisayar şirketlerinin, üniversitelerinin ve hatta Hindistan'ın bazılarının da dahil olduğu binlerce üyeyle Elektronik ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, RISC-V'nin bilgisayar alanında önemli bir oyuncu olmayacağını görmek zor sahne. Belki birkaç yıl içinde insanlar akıllı telefonlar için ARM'ın mı yoksa RISC-V'nin mi en iyisi olduğunu tartışacaklar.