위의 뉴스가 있기 전에 많은 기술 대기업들은 삼성, NVIDIA, Western Digital (WD) 등 RISC-V라는 것을 나타 냈습니다.이 회사는 업계에 거의 관심을 기울이지 않았지만 더 많은 칩을 보유하고 있습니다 RISC-V 명령어 세트 아키텍처가 왜 아키텍처인가? 기술 제조업체와 신규 기업가가 점진적으로 지원하는 이유는 무엇입니까?이 기사에서는이 토론에 대해 아래에서 설명합니다.
Intel / Anmou는 독점적 인 명령어 세트 아키텍처입니다.
RISC-V는 오픈 소스 코드 명령어 세트 아키텍처로, 실제로 업계에서 오랫동안 명령어 세트 (Instruction Set)로 불리지 만 약어로 세 글자를 만들기 위해 아키텍처에 추가 될 수 있습니다 (아키텍처 , A) 단어.
명령어 세트 (instruction set)는 한 무리의 결합 된 언어 (칩상에서 가장 원시적 인 언어)의 명령어 집합을 가리킨다. 일련의 명령어는 수십 개에서 수백 개의 명령어로 구성된다. 마이크로 컨트롤러 마이크로 프로세서 칩은 명령어 세트를 실행할 수 있고, 다른 하나는 동일한 명령어 세트의 실행을 지원할 수 있습니다. 원칙적으로 소프트웨어 (명령어로 구성된 소프트웨어)는 다시 작성 할 필요가 없으며 자유롭게 2 개가 될 수 있습니다. 칩 교체.
이와 유사하게, 칩 제조업체는 일반적으로 또는 완전히 호환되지만 새로운 명령어를 추가, 같은 명령 세트의 이전 세대를 채택, 성능 향상을 위해 칩의 새로운 세대를 시작, 좋은 많은 소프트웨어를 다시 작성해야하지 않고 단계적으로 할 수 있도록 개발되었다 용량은 투자, 빠른 실행을 구입, 과거에 고객 보호를 위해 소프트웨어 개발 투자를 수행 할 수 있습니다.
현재 시판 칩 대부분 광산 또는 Intel 암 (ARM) 명령 세트 아키텍처 인텔 명령 세트 아키텍처는 일반적으로 사용되는 86 개 번째 칩의 끝 등 8086, 80286, 80386, 80486를 위해 이전에 (86로하고, ), IA (인텔 아키텍처), IA-32 방 (1982 2003, EM64T (확장 메모리 64 기술) 또는 AMD64 / - 64 / 64 (AMD의 AMD의 64 Weiyuan 버전) 리드 지배적을 위해) 32 위안 등 팔을 직접 팔 명령어 세트 아키텍처를했다.
Intel과 Arm의 명령 세트 아키텍처는 회사에서 설계 한 독점 아키텍처로, 사용료를 지불해야합니다 .AI의 ISA는 회사에서 판매하는 CPU 칩을 구입해야하며, Arm의 ISA는 간접 판매입니다. ISA는 먼저 기술 라이센스 수수료를 한 번 지불해야하며, 칩을 생산할 때마다 Arm에 의해 요금이 부과됩니다.
PC에 인텔의 x86 ISA 칩, 워크 스테이션, 서버, 슈퍼 컴퓨터와 다른 분야의 기본 계정 압도, 따라서 장기적으로 높은 순위, 시스템, 칩 제조업체 소수의 판매를 생성 할 수 있지만 최종 소비자가 비용을 부담해야한다 가격 86 ISA 칩,하지만 가격 대비 성능 이상의 인텔의 경우 사용할 수 없습니다, 및 AMD의 x86 ISA를 사용할 수있는 것처럼 많은 제한이있다, 그러나 회사는 인수 후 86 ISA의 특허권이 재협상을해야하는 경우, 또는 기타 칩 제조업체, 또한 시스템 x86 호환 칩을 생산하지만, 가능한 한 소송을 피하기 위해 IBM, 인텔에 연간 로열티를 지불해야합니다 동안.
ARM의 ISA는 모바일 장치 칩에서 압도적 인 시장 점유율을 보이고 있으며 다양한 임베디드 응용 프로그램으로 계속 확장되고 있으며 ARM은 소프트 및 하드 코어 라이센스로 라이센스를 제공하며 소프트 코어는 명령어 세트 아키텍처를 획득 할 수 있습니다. 하드 코어는 특정 반도체 공정 기술로 실현 된 웨이퍼 회로 만 얻을 수 있습니다.
ARM은 핵심 기술 누출을 피하기 위해 하드 코어 라이센스를 제공하는 경향이 있지만 일부 거물급 제품은 Qualcomm과 같은 소프트 코어 라이센스에 액세스 할 수 있으며 일반적으로 Apple, Samsung 등도 나열되어 있습니다. 그린 웨이브 (GreenWave)는 적어도 1 천 5 백만 달러의 소프트 코어 라이센스를 얻고 싶다고 말했다.
많은 칩이나 소프트웨어가 채택되면 ISA의 기술 생태계가 점점 더 완벽 해지고 있기 때문에 ISA 아키텍처의 소유자는 앞으로 이익을 향유하기 쉽다고 여겨집니다. 칩 공급 업체 (ISA 자치가없는 칩 공급 업체) 시스템 공급 업체와 최종 사용자 모두가 어려움을 겪습니다. 2010 년에는 학계 및 업계 공동체가 공동으로 RISC-V Foundation의 설립을 시작했으며 개방 된 기술 세부 정보 및 무료 기술 라이선스로 ISA를 지속적으로 홍보했습니다.
오픈 라이센스 및 무료 라이센스는 정보 기술 산업의 또 다른 주요 구성 요소 운영 체제의 관점에서 초기 운영 체제는 컴퓨터 시스템 공급 업체가 자체 하드웨어와 함께 개발했으며 IBM과 같은 하드웨어 판매 업체와 함께 제공되었습니다 호스트 시장에서 IBM은 PC 시장을 열망하고 Microsoft의 운영 체제를 도입 한 다음 다른 시스템 공급 업체를 통해 운영 체제의 소프트웨어 전용 상용 라이센스 모드를 열어 놓았지만 운영 체제 코드는 여전히 Microsoft가 소유하고 있으며 Linux가 계속 증가하고 있습니다. , 코드는 공개되어 있으며 자유롭게 사용할 수 있습니다.
이 개발 프로세스는 ISA에 해당하며, Intel의 ISA는 자체 칩과 함께 출고되며 Arm은 칩 공급 업체의 ISA를 통해 라이센스를 받지만 모두 독점적이며 요금이 부과되며 RISC-V는 Linux를 자유롭게 에뮬레이션하려고합니다 개발할 길.
RISC-V는 BSD 라이센스를 채택합니다.
RISC-V는 개방형 무료 경로를 채택하고 있지만 다른 오픈 소스 실리콘 지적 재산권 프로젝트와 다른 점이 있습니다. 예를 들어 자체 하드웨어 설명 언어 (HDL) 인 Chisel (스칼라 임베디드 언어에서 하드웨어 구성)이 있습니다. Chisel은 오픈 소스 정책을 채택하고 있습니다. 일반적으로 사용되는 하드웨어 설명 언어와 비교할 때 Verilog가 널리 사용되지만 Chisel에서 개발 한 회로를 다음과 같은 도구로 변환하는 도구가 있습니다. Verilog 형식으로 변환 한 다음 설계를 수정하거나 다른 회로와 통합하십시오.
RISC-V는 오픈 소스 소프트웨어에 공통적 인 GPL 라이센스가 아닌 BSD 라이센스에 따라 라이센스가 부여됩니다 GPL이 승인 된 경우 확장 개발도 GPL에서 라이센스를 받아야합니다 원래 코드를 열어야합니다 (본토는 원래 코드라고하며, 소스 코드)하지만 많은 운영자는 경쟁 우위를 유지하고 자체 개발 한 프로그램을 공개하지 않고 영업 비밀로 취급하기를 원합니다. 실제로 Android는 Linux 커널을 다시 작성하기 때문에 Android 운영 체제를 채택한 하드웨어 공급 업체는 공개 할 필요가 없습니다. 자사의 기밀을 유지하는 드라이버는 안드로이드에 대한 수많은 휴대 전화 지원을 받았다.
그러나 다른 BSD는 오픈 BSD가 필요하지 않습니다 그 결과의 사용을 허용하지만, 소프트웨어의 개발로 확장하기 위해 GPL에 관대보다 훨씬 높은. 오픈 컴파일러, 소프트웨어 지원에 관해서는, 당신이 가진 GCC / glibc에 / GDB, LLVM / 연타, 리눅스, 경우 yocto, 검증 제품군 및 기타 소프트웨어.
칩의 성능 저하의 실제 개발, 그것은 캘리포니아 대학 주도 상업 ISA와 경쟁하는 것은 여전히 어려운 경우 RISC-V 개념 좋은 있지만, 그러나 학문 단위 버클리 (UC 버클리)의 RISC-V가 개발 한 고의적이라는 로켓 (로켓)는 RISC-V 칩 및 비교 선택했다 (도. 2) 동일한 처리 (TSMC의 28 나노) ARM 코어 (외피 A5) 기술.
먼저 RISC-V 로켓은 성능 측면에서 1.72DMIPS / MHz에 도달 할 수 있으며 이는 Arm Cortex-A5보다 약 10 % 더 높습니다. 코어가 차지하는 웨이퍼 영역에서 RISC-V 로켓은 단지 0.14 평방 밀리미터에 불과하며 Cortex-A5의 절반에 불과하며 두 제품 모두에 16KB의 캐시 메모리가 포함되어 있어도 A5의 70 % 만 사용됩니다. 모든 평방 밀리미터, 로켓의 성능은 A5의 1.5 배에 달할 수 있으며, 전력 소비면에서 로켓은 A5의 약 40 %입니다.
그러나 Rocket은 64 비트 아키텍처를 채택하지만 RISC-V도 32 비트 아키텍처를 사용합니다 (32 비트 또는 64 비트 버전 모두 사용). Rocket 외에도 ORCA, PULPino 등과 같은 8,9 구현 코어가 있습니다. 앞서 언급 한 GAP8은 PULPino를 기반으로합니다.
RISC-V는 MCU / CPU 코어 기술 외에도 코어에 필요한 핵심 인터페이스 기술, 즉 TileLink를 적극적으로 개발하기 때문에 핵심 기술 외에도 코어와 코어 및 주변 장치 사이에 필요한 인터페이스 기술과 프로토콜을 제공합니다. 따라서 AMBA 협약, ASB 버스 바, APB 버스 바 등이 있으며, 이후 AHB, ATB, AXI, ACE, CHI 및 기타 인터페이스를 개발하기 위해 확장됩니다.
RISC-V는 처음 열린 프로젝트가 아닙니다.
RISC-V는 최근 관심 오픈 하드웨어 프로젝트를지고 있지만, 등 OpenRISC, 오픈 스팍, 있었다, 유일한 또는 첫 번째 프로젝트가 아니라 이러한 유형의 프로젝트는 출시 후 개발 제한의 수, 오래 된, 느린 개발의 OpenRISC 아키텍처를 고통 만 충분히 성숙되지 틀 64 위안 버전이 오픈 스팍 커뮤니티의 개봉 후 가격 대비 성능 UltraSAPRC 이점의 점진적인 손실을 제공하는 활성 (도 3)이 아니다.
또한 일부 프로젝트는 너무 학술적이며 이론적으로 기능적이지만 실제 회로로 구현하면 성능을 향상시키고 전력 소비를 줄이며 웨이퍼 면적을 줄이기가 쉽지 않고 이미 다른 ISA에서 사용할 수있는 소프트웨어 자산을 가져 오기가 쉽지 않은 프로젝트가 있습니다. (드라이버, 샘플 프로그램, 응용 프로그램 등) 재 컴파일 및 재 작성이 어렵습니다.
RISC-V는 설립 초기부터 고려되어 왔으며 새로운 아키텍처 계획 수립은 상업적 구현에 가까워 야하며 다른 기존 ISAs의 소프트웨어 자산을 안내하는데도 유용하므로 많은 반도체 산업이 창설 된 이후로 설립되었습니다. 큰 회사가 함께 참여하고 공동체가 에너지를 개발하도록합니다.
최근 독점적 아키텍처의 칩 제조업체들은 더 이상 완벽한 칩을 판매하지 않고 Arm의 비즈니스 모델을 모방하여 2008 년 TSMC와 인텔의 협력과 같이 칩의 핵심 기술을 재개발 할 수있게되었다는 점을 지적했다. 개방형 x86 코어 라이센스로 다른 플레이어가 x86 아키텍처로 자체 칩을 개발할 수있게하거나 2013 년에 NVIDIA가 GPU 코어 라이센스를 공개 할 예정이지만 ISA 특허 및 후속 개발 동향은 여전히 칩 공급 업체가 주도하고 있습니다. 배합에 참여하면,이 파생 사업은 지금까지 수행되지 않았습니다.
IoT / AI는 RISC-V에 적합합니다.
ISA 기술 생태계, 당신은 PC와 대규모 사용, 저전력 암 장소 때문에 최선을 얻을 때문에 가격 대비 성능 비율, 기술적 특성 등 86 ISA로 측면의 양의 규모를 우위를 확보해야 성공할 수 와트 당 성능 비율 좋은, 그래서 전화 및 기타 모바일 기기, 임베디드 장치에서 얻을, 대규모 사용. 따라서 RISC-V도 최대한의 ISA의 적용 가능성을 극대화 할 수 있도록 그 동안 모드도 폭 넓은지지를 해결 32위안 64 위안 아키텍처의 개발 16/32/64/128 비트 주소 지정.
실제 개발에 다양한 종류의 애플리케이션의 개발에, 네트워크 애플리케이션 잠겨 상기 GreenWave 개발 GAP8 칩 TSMC 55LP (저전력) 프로세스, 목표 시장 팔 피 M0 ~ M7 거의 동일하지 WD는 RISC-V를 사용하여 64 비트 아키텍처의 AI (인공 지능) 칩을 개발하고 16 코어 ET-Maxions 및 4,096 코어 ET-Minions를 개발하는 에스페란토 테크를 투자했습니다. TSMC 7 나노 미터 공정을 사용하십시오.
또한 FPGA 칩 업체 마이크로 세미는 만들어진 소프트 코어 RISC-V 기술 RV32IM, 당신은 공인 핵심 문제의 비용을 피하기 위해, 상용 칩 생산에 필름을 넣어하려는 경우 미래의 초기 평가와 FPGA 칩 아날로그 설계와 그 칩 개발자 그래서, 과거에는 암 핵심 개발에 라이선스 비용, 보험료 및 기타 문제가있었습니다.
이 또한 RISC-V 아키텍처는 업계 시도하지만, 이전에 E31 코어 비트 및 64 비트 (RV64)의 SiFive과 안데스 산맥, SiFive 출시 32위안 (RV32)에 설명 된대로 코어, E51을 같은 팔 실리콘 지적 재산권 라이센싱 모델을 채택 주입 28 나노 미터 프로세스. 전자 잠금 텍스 M3, M4 유사한 응용 시장 텍스 A53 근사 위치와 후자하지만, E31, E51 리눅스를 지원하지 않는는 다음 리눅스 널리 SiFive 들면, 매립 분야에서 사용되는 또한, 리눅스 (도 4)를 지원 U54 / U54-MC (RV64GC) 코어를 올렸다.
안데스 양태 AndeStar의 V5 (즉 루트 기반 RISC-V), 32 비트 코어 N25 NX25 코어 64 비트를 포함하고 28 nm의 회수 HPC 동일한 제조 공정 구조를 제안하고, 최소한으로 논리 게이트 힘을 필요로한다 N25는 3 만개의 로직 게이트 만 필요로하고 NX25는 5 만개가 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 로직 게이트가 적을수록 웨이퍼 면적이 적어 칩을 저렴한 비용으로 실현할 수 있습니다. 32 비트 RISC-V (RV32IMC)는 로직 게이트보다 2 만 개 미만으로 구현되며 Bluetooth, Wi-Fi 트랜시버 칩에 사용하도록 설정되어 있습니다.
또한 RISC-V를 기반로하지만 Andes는 사용자 정의 명령어를 사용하여 코드 크기를 10 % 줄이는 등 다양한 개선을 수행하여 프로그램 메모리 요구 사항을 줄이거 나 인터럽트 발생시 즉시 처리 속도를 높입니다. 즉각적인 응용 프로그램에 더 적합한 속도 또는 오작동을 방지하거나 보안 문제를 줄이기 위해 스택을 보호합니다.
RISC-V 회원은 강렬합니다
제조업체의 경우 많은 RISC-V는 엔비디아 지포스 그래픽 프로세서 (GPU) 컨트롤러 내에서 독수리 (고속 로직 컨트롤러, 팔콘)로 여기 너무 빨리와, 새로운 팔콘 RISC를 채택 할 것으로보고 된 바있다 채택 -V 아키텍처, 삼성 전자는 모바일 칩에 사용됩니다, WD는 또한 칩의 다양한 사용됩니다. 이유없이, 업계가 채택 또는 칩의 판매를 많이 잡았 때문에 상기 산업이 적극적으로 팔을지나, 광산을 RISC-V를 받아 들일 이유 코어는 엄청난 기술 비용을 지불해야하며 RISC-V로 변경하면 많은 비용을 절약 할 수 있습니다.
미국 정부, 우리는 인도 정부와 DARPA 투자 사업 개발 회사를 기반으로 항공 우주 장비 칩 RISC-V 아키텍처는 또한 강력한 RISC-V 포용이 그러한 MIT 등, 학교, 그들 중 많은 참여 35 개 대학이있다, 학술 기관, 프린스턴 대학교 등 (그림 5).
가장 큰 걱정으로 비즈니스 모델
RISC-V는 지금까지 원활하게 개발 된 것처럼 보였으 나 사실은 많은 관심을 끌었습니다. 첫째, RISC-V를 사용하면 개발자가 정의 명령을 직접 확장 할 수 있습니다. 각 라인이 소프트웨어 호환성을 분리하면 역방향 위치가됩니다. 강도를 수집하는 소프트웨어 개발 생태계 더 어렵다.
상기 SiFive 예를 또 다른 새로운 기업 비즈니스 모델의 변화, 비즈니스 모델의 원래 기대가 무료 RISC-V 아키텍처를 기반으로,위원회의 사용자 정의 디자인, 설계 수수료 및 요금 만의 고객 수용은 나중에 변환 코어 전하 예 E31 전하 $ 300,000 $ 600,000 대전 E51는 (안데스 64 비트 버전 $ 1 백만하에 선언)로 달성하기 위해 개발되었다.
SiFive 권한은 여전히 30보다 관대 한 무장 $ 60 만 일회성 비용이며, 암은 비용이 아니라 모든 단일 칩에 대한 로열티를 청구 한 번에 추가하고, RISC-V는 여전히 수정하고 무료 스프링으로 교체 다음 켜고 SiFive 암 동일한 경로에 대한 우려가 RISC-V의 구현의 원래 의도에 대한 여부는 반대로.
등을 듣거나 상업적 가치 때 또한, 과거에 오픈 소스 소프트웨어의 개발, 발생 지역 사회의 저항이 활성화되어 있지 않은 어려움 외에도 분쟁의 후속 개발, 또는 분할 개발 또는 개발하지만, 경로의 경로가 여전히 점차 원래의 의도에서 벗어나 중점을두고, 이는 RISC-V 프로젝트에서도 발생할 수 있습니다.
마지막으로, RISC-V 대만 공장은 또한 관심의 높은 수준을 유지, 같은 더 새해 캐스트 단일 외부에 대한 TSMC 칩 산업과 같은 새로운 개발 기회로 이것을 볼, 안데스 산맥은 RISC-V를 독자적인 코어 아키텍처에 충실하고 포용하지 않습니다 심지어는 호환되지 않는 아키텍처 나 새로운 기계 포기, 미디어 텍 (MediaTek의, MTK)도 RSIC-V 재단에 합류, 칩 설계 서비스 제공 패러데이 (패러데이)도 새로운 발전의 기대를 개최.