قبل الأخبار المذكورة أعلاه ، أشار عدد من عمالقة التكنولوجيا إلى أنهم RISC-V ، بما في ذلك سامسونج ، NVIDIA ، ويسترن ديجيتال (WD) ، وما إلى ذلك ، التي لم تهتم إلا قليلاً بالصناعة ، ولكن مع الشريحة المزيد على مقربة من الاستخدام التجاري ، بدأ الاهتمام بالزيادة ؛ فلماذا يتم وضع بنية تعليمات RISC-V ، فلماذا يتم دعمها تدريجيًا من قِبل مصنّعي التكنولوجيا وأصحاب المشاريع الجدد؟ ستناقش هذه المقالة هذه المناقشة أدناه.
Intel / Anmou هي مجموعة هندسة تعليمات خاصة
RISC-V هي مجموعة تعليمات برمجية مفتوحة المصدر ، وفي الحقيقة ، كانت تُسمى مجموعة التعليمات لفترة طويلة في الصناعة ، ولكن يمكن إضافتها إلى البنية من أجل إنشاء ثلاثة أحرف يمكن اختصارها. أ) كلمة.
تشير مجموعة التعليمات إلى مجموعة من التعليمات في مجموعة من اللغات المدمجة (أكثر اللغات بدائية على الشريحة) ، وتتكون مجموعة من التعليمات من بضع عشرات ومئات من التعليمات. يمكن لشريحة المعالجات الدقيقة تنفيذ مجموعة التعليمات ، ويمكن للآخر أيضًا أن يدعم تنفيذ نفس مجموعة التعليمات ، ومن حيث المبدأ ، لا يحتاج البرنامج (المكون من تعليمات) إلى أي إعادة كتابة ، ويمكن أن يكون حرًا في اثنين. استبدال بين رقائق.
وبالمثل، شركات صناعة الرقائق الالكترونية إطلاق جيل جديد من الرقائق لتحسين الأداء، وغالبا ما تعتمد على الجيل السابق من مجموعة التعليمات نفسه، أو متوافقة تماما لكنه اضاف تعليمات جديدة، وهي جيدة عدد الذين تم وضعها لضمان أن البرنامج لا يحتاج إلى إعادة صياغة ولكن يمكن التخلص القدرة على أداء الاستثمار وتطوير البرمجيات لحماية العملاء في الماضي، وشراء والاستثمار، وتنفيذ أسرع.
حاليا رقاقة المتاحة تجاريا، ومعظم التعدين أو إنتل ذراع (الذراع) مجموعة التعليمات الهندسة المعمارية، والهندسة المعمارية إنتل مجموعة التعليمات يشار إلى إلى x86 (في الماضي عن 8086، 80286، 80386، 80486 وهلم جرا إلى نهاية 86 رقائق مرقمة المستخدمة )، IA (إنتل الهندسة المعمارية)، IA-32 غرفة (1982-2003 كان 32 يوان)، EM64T (الموسع ذاكرة 64 تقنية) أو AMD64 / إكس86-64 / إلى x64 (64 نسخة ييوان من ادفانسد مايكرو الأجهزة AMD لأخذ زمام المبادرة المهيمنة) الخ الذراع يسمى مباشرة ذراع مجموعة التعليمات الهندسة المعمارية.
إن هندسة العمارة التي وضعتها إنتل وأرم هي معمارية خاصة صممتها الشركة ، ويجب أن تدفع مقابل استخدامها ، ويجب على ISA من إنتل شراء رقاقات وحدة المعالجة المركزية التي تبيعها الشركة. يجب على ISA أولاً دفع رسم ترخيص فني لمرة واحدة ، ثم في كل مرة يتم فيها إنتاج شريحة ، ستتحملها Arm.
رقاقة إلى x86 ISA إنتل في PC، محطة العمل والخوادم وأجهزة الكمبيوتر الفائقة وغيرها من المجالات الساحقة الحساب الأساسي، وبالتالي فإن السعر من مستوى عال على المدى الطويل، وأنظمة، يجب أن المستهلكين النهائيين يتحمل تكلفة، على الرغم من أن عدد قليل من شركات صناعة الرقائق الالكترونية يمكن أن تنتج مبيعات إلى x86 ISA رقاقة، ولكن نسبة أداء السعر أو أكثر غير متوفر إذا إنتل، وهناك العديد من القيود، كما لو يمكن استخدامها AMD إلى x86 ISA، ولكن إذا بعد الاستحواذ على الشركة، يجب أن إلى x86 ISA حقوق براءات الاختراع إعادة التفاوض، أو غيرها شركات صناعة الرقائق الالكترونية، في حين أن إنتاج أيضا نظام رقاقة متوافق x86، ولكن يجب دفع إتاوات سنوية لIBM، وإنتل لتجنب التقاضي ممكن.
من ناحية الذراع ، تتمتع شركة Arm في ISA بحصة سوقية هائلة في رقائق الأجهزة المحمولة ، وتستمر في التوسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات المدمجة ، حيث توفر Arm تراخيص في التراخيص الأساسية اللينة والصلبة ، ويمكن للنوى الناعمة الحصول على معماريات مجموعة التعليمات. لا يمكن للنواة الصلبة الحصول إلا على دائرة الرقاقة التي تم تحقيقها بواسطة تقنية عملية معينة لأشباه الموصلات.
يميل الذراع إلى توفير تراخيص أساسية صارمة لتجنب تسرب التقنية الأساسية ، ولكن بعض الشركات ذات الوزن الثقيل لديها إمكانية الوصول إلى تراخيص أساسية ناعمة ، مثل Qualcomm ، ويخمن بشكل عام أن Apple و Samsung وغيرها مذكورة أيضًا. وقال GreenWave أنه يريد الحصول على ترخيص الأساسية لينة من ما لا يقل عن 15 مليون دولار ، وفقط لاستخدام الوقت.
نظرًا لأن إيكولوجيا تكنولوجيا ISA أصبحت أكثر وأكثر اكتمالًا بعد اعتماد الكثير من الرقائق أو البرامج ، سيتم النظر إلى مالك بنية ISA على أنه من السهل الاستمتاع بالأرباح في المستقبل. سيعاني كل من موردي النظام والمستخدمين النهائيين من ذلك.لذلك ، في عام 2010 ، شرع المجتمع الأكاديمي والصناعة في إنشاء مؤسسة RISC-V ، وواصل تعزيز ISA مع تفاصيل تقنية مفتوحة وتراخيص تقنية مجانية.
ترخيص مفتوح ومجاني ، من منظور نظام تشغيل مكون رئيسي آخر في صناعة تكنولوجيا المعلومات ، تم تطوير نظام التشغيل المبكر من قبل بائعي أنظمة الكمبيوتر إلى جانب الأجهزة الخاصة بهم ، وشحنها مع مبيعات الأجهزة ، مثل IBM بعد المضيف ، تتوق آي بي إم إلى اقتطاع سوق أجهزة الكمبيوتر ، واعتماد نظام التشغيل الخاص بشركة مايكروسوفت ، ثم فتح وضع الترخيص التجاري الخاص بالبرنامج فقط في نظام التشغيل عبر بائعين مختلفين للأنظمة ، لكن رمز نظام التشغيل لا يزال مملوكًا لشركة مايكروسوفت ، ثم يرتفع لينكس. ، الرمز مفتوح ومجاني للاستخدام.
تتطابق عملية التطوير هذه مع ISA ، ويتم شحن ISA الخاص بشركة Intel بشريحتها الخاصة ، ويتم ترخيص Arm عبر ISA لجهة بيع الشرائح ، ولكنها جميعًا مملوكة ومشحونة ، ويحاول RISC-V محاكاة Linux وفتح وحرية طريقة للتطوير.
يعتمد RISC-V ترخيص BSD
على الرغم من أن RISC-V يعتمد مسارًا حرًا مفتوحًا ، إلا أنه يختلف عن مشاريع الملكية الفكرية السليكونية المفتوحة المصدر ، على سبيل المثال ، لديه لغة وصف الأجهزة الخاصة به (HDL) ، وهي Chisel (Constructing Hardware In a Scala Embedded Language). من الكتابة الكاملة ، يمكنك أن تفهم أنها مبنية على لغة Scala ، كما تعتمد Chisel أيضًا سياسة المصدر المفتوح ، بالمقارنة مع لغة وصف الأجهزة المستخدمة بشكل شائع ، تستخدم Verilog على نطاق واسع ، ولكن هناك أدوات لتحويل الدائرة التي تم تطويرها بواسطة Chisel إلى فيريلوج الشكل ، ثم تعديل تصميمه ، أو الاندماج مع الدوائر الأخرى.
وقال رمز الأصلي التعدين RISC-V على رخصة BSD المرخص لها، بدلا من برمجيات المصدر المفتوح رخصة GPL المشتركة، وإذا رخصة GPL المعتمدة، ونتائج التنمية التمديد يجب أن تعتمد GPL، يجب أن تفتح لها شفرة المصدر (البر الرئيسى، شفرة المصدر)، ولكن العديد من مشغلي يريدون الحفاظ على ميزة تنافسية، وتطوير البرامج الخاصة بها سرا تجاريا ولن تفتح، وبالتالي فإن حقيقة أن الروبوت هو نواة لينكس إعادة كتابة اعتماد نظام التشغيل أندرويد، بائعي الأجهزة لا تحتاج إلى فتح فاز سائقها ، الذي يحتفظ بسريته ، بالعديد من دعم الهواتف المحمولة لنظام Android.
لكن BSD مختلفة، BSD مفتوحة للسماح للاستخدام نتائجها، ولكن يمتد إلى تطوير البرمجيات لا يتطلب مفتوح، وهي نسبة أعلى بكثير من GPL سخية. أما الدعم مترجم، والبرمجيات، لديك دول مجلس التعاون الخليجي / سي العمومية / GDB، LLVM / رنة، لينكس، Yocto، جناح التحقق وغيرها من البرامج.
RISC-V الحمل على الرغم من جيدة، ولكن إذا كان التطور الفعلي للأداء الضعيف للرقاقة، فإنه لا يزال من الصعب التنافس مع ISA التجاري، مما أدى جامعة كاليفورنيا الوحدات الأكاديمية RISC-V بيركلي (جامعة كاليفورنيا في بيركلي) وضعت اسمه الصواريخ (صاروخ) رقائق RISC-V، وعمدا اختار مقارنة (FIG. 2) من نفس العملية (TSMC 28nm) الذراع الأساسية (اللحاء A5) التكنولوجيا.
أولاً ، قارن تردد الساعة ، وكلاهما يمكن أن يصل إلى 1 جيجا هرتز أو أعلى ، والذي يعتبر بمثابة رابطة ؛ من حيث الأداء ، يمكن أن يصل صاروخ RISC-V إلى 1.72DMIPS / MHz ، وهو أعلى بنسبة 10٪ من Arm Cortex-A5 ؛ في منطقة الرقاقات التي يشغلها النواة ، فإن صاروخ RISC-V هو فقط 0.14 مليمتر مربع ، فقط نصف اللحاء- A5 ، وحتى إذا كان كل منهما يحتوي على 16 كيلوبايت من الذاكرة المؤقتة ، فإن 70٪ فقط من A5 تستخدم. كل مليمتر مربع ، يمكن أن يصل أداء الصاروخ إلى 1.5 مرة من مستوى A5 ، فيما يتعلق باستهلاك الطاقة ، فإن صاروخ حوالي 40٪ من A5.
ومع ذلك، هذا لا يزال وجهة نظر مختلفة نسبيا قليلا، اعتمد صاروخ 64 يوان الهندسة المعمارية، ولكن أيضا 32 يوان الإصدار هندسة RISC-V، الإصدار إذا اعتمدت على حد سواء لاعتماد إصدار 32 يوان أو 64 يوان ، قد يكون أكثر عدلا المقارنة. الصاروخية بالإضافة إلى ذلك، هناك متابعة ORCA، PULPino ثمانية، تسعة التنفيذ الأساسية، أي جذر PULPino أساس GAP8 تطورت.
RISC-V، بالإضافة إلى التكنولوجيا الأساسية / وحدة المعالجة المركزية MCU، ولكن أيضا بنشاط على تطوير التكنولوجيا اللازمة لربط واجهة الدوائر الأساسية، وهي TileLink، على أساس أن التخطيط للذراع الأساسية أيضا من وقت لتكنولوجيا واجهة الوقت مع اتفاق المطلوب بين جوهر والمحيط إلى التكنولوجيا الأساسية، وبالتالي بروتوكول AMBA، الحافلة ASB، الحافلة APB، الخ، ولكن أيضا تمديد لاحق تمديد تطوير AHB، ATB، AXI، ACE، CHI مثل واجهة.
RISC-V ليس أول مشروع مفتوح
وعلى الرغم من RISC-V هو الحصول على الاهتمام في الآونة الأخيرة فتح مشروع الأجهزة، ولكنها ليست الوحيدة أو المشروع الأول، كان OpenRISC، OpenSPARC، وما إلى ذلك، ولكن هذا النوع من المشاريع تعرض لعدد من القيود التطور بعد إطلاق، OpenRISC الهندسة المعمارية القديمة، التطور البطيء ، الإصدار 64 يوان الإطار ليست ناضجة بما فيه الكفاية، OpenSPARC يأتي من الفقدان التدريجي لنسبة أداء السعر ميزة UltraSAPRC بعد افتتاح المجتمع غير نشطة (الشكل 3).
وبالإضافة إلى ذلك بعض المشاريع الأكاديمية أيضا، يمكن أن تعمل على نظرية فعالية، ولكن في الدائرة الفعلية لتنفيذ، فإنه ليس من السهل لتحسين الأداء وخفض استهلاك الطاقة، والحد من منطقة ويفر، وما إلى ذلك، أو بعض المشاريع ليست سهلة لاستيراد الأصول البرامج الموجودة لديك بالفعل ISA الآخرين (برامج التشغيل ، برامج عينة ، التطبيقات ، إلخ) ، من الصعب إعادة ترجمة وإعادة كتابة.
هذه، RISC-V بداية له سلطة تقديرية للنظر العمارة الصفرية والتخطيط تعريف جديد، يجب أن تكون قريبة من التنفيذ التجاري هو أيضا دليل مريحة غيرها من الأصول برنامج ISA القائمة، لذلك هناك العديد من صناعة أشباه الموصلات إنشائها تشارك الشركات الكبيرة معًا وتضمن أن المجتمع يطور الطاقة.
ومن الجدير بالذكر أن العمارة حصرية من شركات صناعة الرقائق الالكترونية في السنوات الأخيرة، تغير في المواقف، ليس فقط بيع رقائق كاملة، بدأت تحذو حذو نموذج الأعمال الذراع ويسمح المأذون تكنولوجيا رقاقة الأساسية لإعادة تطوير استخدام الإنسان، مثل Intel و TSMC التعاون في 2008 مفتوحة الولاية الأساسية إلى x86 للسماح للشركات الأخرى لتطوير قدراتها رقائق العمارة إلى x86، أو NVIDIA GPU الأساسية فتح تفويضه في عام 2013 وهلم جرا، ولكن هذا النوع من ولاية إلى البراءة ISA واتجاه التنمية لاحقة لا تزال تهيمن عليه شركات صناعة الرقائق الالكترونية، بدلا من المشاركة في صياغة ، لم يتم تنفيذ هذه الأعمال المشتقة حتى الآن.
IoT / AI مناسب لـ RISC-V
نظام بيئي التكنولوجيا ISA يمكن أن تكون ناجحة، يجب أن تكسب ميزة في الخصائص التقنية، وحجم كمية من الجوانب، مثل إلى x86 ISA بسبب نسبة أداء السعر للحصول على أفضل، منذ PC واستخدام على نطاق واسع، وذراع الطاقة المنخفضة الأماكن، والأداء لكل واط نسبة جيدة، لذلك الحصول على الهاتف وغيرها من الأجهزة النقالة، وأجهزة المضمنة واستخدام على نطاق واسع. لذلك RISC-V أيضا إلى أقصى حد ممكن لتحقيق أقصى قدر من انطباق ISA، حتى أنه في حين أن تطوير 32 يوان، 64 يوان الهندسة المعمارية، ومعالجة الوضع أيضا بدعم واسع 16/32/64/128 بت عنونة.
في التطور الفعلي، هل أنواع مختلفة من التطبيق هي في التنمية، وتطوير GreenWave GAP8 رقاقة المذكور أن تخوض تطبيقات الشبكات، TSMC 55LP (الطاقة المنخفضة) عمليات، والسوق المستهدفة، وذراع اللحاء-M0 ~ M7 نفسها تقريبا وشركة استثمار التكنولوجيا الاسبرانتو WD، هو استخدام للتنمية RISC-V الذكاء الاصطناعي (AI) رقاقة، إلى 64 يوان الهندسة المعمارية، وتطوير مجموعة أساسية من 16 ET-Maxion مع 4096 النوى من ET-المحبوب المعبود، ومن المتوقع أن 7 TSMC نانومتر.
وعلاوة على ذلك جعل صناع FPGA رقاقة MICROSEMI أيضا لينة النواة تكنولوجيا RISC-V RV32IM، بحيث المطورين رقاقة مع التقييم الأولي وتصميم التناظرية FPGA رقاقة، في المستقبل إذا كنت ترغب في وضع الفيلم إلى إنتاج رقاقة التجاري، لتجنب تكاليف القضايا الجوهرية أذن، إذا الإنمائية الأساسية الذراع التعدين الماضية، وهناك رسوم الترخيص والإتاوات وغيرها من الاهتمامات.
وهناك أيضا محاولات الصناعة لبنية RISC-V ولكن اعتماد نفس السيليكون الذراع الملكية الفكرية نموذج الترخيص، كما هو موضح سابقا SiFive وجبال الأنديز، SiFive الإصدار 32 يوان (RV32) من E31 الأساسية و 64 بت (RV64) E51 في جوهر وحقن عملية 28 نانومتر. في السابق قفل اللحاء M3، M4 السوق طلب مماثل، وهذا الأخير مع اللحاء A53 المواقع تقريبي، ولكن E31، E51 لا يدعم لينكس، ثم يتم استخدام لينكس على نطاق واسع في هذا المجال جزءا لا يتجزأ من قبل، لSiFive كما أثار U54 / U54-MC (RV64GC) الأساسية التي تدعم لينكس (الشكل 4).
ويقترح جبال الأنديز الجانب AndeStar V5 العمارة (أي القائم على الجذر RISC-V) HPC، ويحتوي على 32 بت الأساسية N25 NX25 الأساسية مع 64 بت، تم جمع 28 نانومتر نفس عملية التصنيع، ويتطلب الحد الأدنى من المنطق بوابة التركيز على لا يمكن أن يتحقق، N25 فقط 30000 البوابات المنطقية، كان NX25 50000. كمية أقل من البوابات المنطقية، وهناك حاجة أيضا منطقة رقاقة أقل، يعني أقل تكلفة المتاحة لتحقيق إنتاج رقائق، CEVA أيضا فقط واستخدام أقل من 20،000 البوابات المنطقية تحقيق 32 بت RISC-V (RV32IMC)، ووضع لبلوتوث، جهاز الإرسال والاستقبال رقاقة واي فاي.
بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من أنه يعتمد على RISC-V ، لا يزال Andes يقوم بتحسينات مختلفة ، مثل استخدام تعليمات مخصصة لتقليل حجم الشفرة بنسبة 10٪ ، مما يقلل من متطلبات ذاكرة البرنامج ؛ أو يسرع المعالجة الفورية عند حدوث المقاطعات. السرعة ، أكثر ملاءمة للتطبيقات الفورية ؛ أو حماية المكدس لمنع الأعطال أو تقليل مشكلات الأمان.
مجموعة عضو RISC-V قوية
لمصنعي تبني تم الإبلاغ عن العديد من RISC-V ذلك، مع سريعة جدا هنا فقط كما النسر (وحدة تحكم المنطق سريعة، فالكون) داخل معالج الرسومات (GPU) وحدة تحكم NVIDIA غيفورسي، ستعتمد الصقر RISC جديد العمارة -V، كما ستستخدم سامسونج في رقاقة هواتفهم النقالة، كما سيتم استخدام WD في مجموعة متنوعة من الرقائق. السبب في صناعة المذكورة أعلاه احتضان بقوة RISC-V لأنه بدون ذلك، اشتعلت صناعة الكثير من التبني أو بيع رقائق والتعدين الماضي الذراع التكنولوجيا الأساسية المطلوبة لدفع إتاوات ضخمة، إذا تحول RISC-V سيتم توفير المال للانفاق.
حكومة الولايات المتحدة، لدينا شركة لتطوير الأعمال التجارية القائمة على معدات الطيران رقاقة RISC-V العمارة بتمويل DARPA مع الحكومة الهندية أيضا احتضان بقوة RISC-V، والمؤسسات الأكاديمية، وهناك 35 جامعة الانضمام، وكثير منهم المدارس، مثل MIT، جامعة برينستون ، وما إلى ذلك (الشكل 5).
نموذج الأعمال يتحول إلى أكبر قلق
RISC-V التنمية حتى الآن على ما يبدو على نحو سلس، ولكن في الواقع قد تظهر عددا من المخاوف، أول RISC-V تسمح التعدين من تلقاء نفسها لتمديد وكر توسيع تعريف التعليم، إذا كانت توافق البرنامج سوف تولد طرقهم الخاصة انقسام في صفوف موقف متخلف النظام البيئي لتطوير البرمجيات أكثر صعوبة لجمع قوة.
والأخرى هي تحويل نموذج الأعمال لأصحاب المشاريع الجدد ، مع أخذ نموذج SiFive المذكور كمثال ، يعتمد نموذج العمل المتوقع الأصلي على هندسة RISC-V المجانية ، وقبول تصميم العمولة حسب الطلب ، وفرض رسوم التصميم ، ولكن بعد ذلك يتحول إلى ويتكلف جوهر المركز الرئيسي المتطور 300 ألف دولار بالنسبة إلى E31 و 600000 دولار لـ E51 (الإصدار 64 بت من Andes يدعي أقل من 1 مليون دولار).
رخصة SiFive لا تزال أكثر سخاء من الذراع ، 300،000 ، 600،000 دولار أمريكي لرسوم لمرة واحدة ، Arm هو بالإضافة إلى رسوم لمرة واحدة أيضا لكل رقاقة لتلقي الإتاوات ، و RISC-V لا يزال لديه تعديلات ومرونة مجانية ومع ذلك ، تحولت SiFive إلى نفس الطريق مثل Arm ، كما أنها كانت قلقة بشأن ما إذا كانت قد انتهكت النية الأصلية لـ RISC-V.
وبالإضافة إلى ذلك، في الماضي تطوير البرمجيات مفتوحة المصدر، بالإضافة إلى الصعوبات التي واجهتها مقاومة المجتمع ليست نشطة، ما زالت مركزة انحرف مسار التطور اللاحق للنزاع، أو تطوير الانقسام، أو تطوير لكن الطريق تدريجيا من القصد الأصلي عندما سمع أو قيمة تجارية وغيرها، هذه من المحتمل أن تحدث على مشروع RISC-V أيضا.
وأخيرا، مصنع تايوان لRISC-V أيضا حاصلا على شهادة عالية من الاهتمام، نرى في ذلك فرصا جديدة للتنمية، مثل صناعة الرقائق TSMC لمزيد من الزهر السنة الجديدة واحدة خارج. الأنديز لا التمسك البنية الأساسية الملكية الخاصة واحتضان RISC-V انضم ميديا تيك (ميديا تيك، MTK) أيضا مؤسسة RSIC-V، وحتى العمارة تتعارض ولا تتخلى عن الجهاز الجديد رقاقة مزود خدمة تصميم فاراداي (فاراداي) كما يعقد توقعات جديدة للتنمية.