तुमचे हार्डवेअर निवडण्याचे स्वातंत्र्य आहे का? RISC-V नवीन ओपन-सोर्स हार्डवेअर चळवळीचा मार्ग कसा मोकळा करत आहे ते शोधा.
सेमीकंडक्टर व्यवसायातील अनेक प्रमुख खेळाडू त्यांचे डिझाईन्स मालकीचे ठेवतात आणि उपकरण उत्पादकांना त्यांचा वापर करण्यासाठी परवाना शुल्क भरावे लागते.
अमेरिका, चीन आणि तैवान यांच्यातील व्यापार तणाव अर्धसंवाहक पुरवठा साखळीत एक आव्हान प्रदान करतो. लहान उपकरण निर्माते देखील हे शुल्क परवडण्यासाठी धडपडत आहेत आणि प्रवेशाचा अडथळा खूपच जास्त आहे.
लिनक्स सारख्या ओपन-सोर्स ऑपरेटिंग सिस्टीमने विकसकांना सशक्त केले आहे त्याच प्रकारे, एक नवीन ओपन स्टँडर्ड आज जग चालवणारी उपकरणे डिझाइन आणि बनवण्याच्या पद्धतीला धक्का देऊ शकते.
या मार्गदर्शकामध्ये, आम्ही RISC आर्किटेक्चरचा इतिहास पाहू, तंत्रज्ञानाच्या साधक आणि बाधकांचे वजन करू आणि RISC-V च्या काही ऍप्लिकेशन्समध्ये डोकावू ज्या आज तुम्हाला सापडतील.
परंतु प्रथम, RISC-V इतके रोमांचक का आहे हे समजून घेण्यासाठी, संगणक कसे कार्य करतात हे समजून घेणे आवश्यक आहे.
एक सूचना संच काय आहे?
सूचना संच ऑपरेशन्सच्या संचाचा संदर्भ देते जे संगणक मशीन स्तरावर करण्यासाठी डिझाइन केले होते.
डेटा जोडणे, गुणाकार करणे, लोड करणे आणि संग्रहित करणे यासारख्या सर्वात मूलभूत आदेशांचा विचार करा. इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर हा कॉम्प्युटरमधील सर्वात महत्त्वाचा इंटरफेस आहे कारण तो हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअरच्या पैलूंना विभाजित करतो.
सीपीयूचा निर्देश संच आम्हाला सांगतो की सीपीयू त्याच्या हार्डवेअरच्या डिझाइननुसार मर्यादित काय करू शकतो.
तुम्ही CPU ला दोन बिट्स एकत्र जोडायला सांगितल्यास, ही सूचना सामावून घेण्यासाठी हार्डवेअरमध्ये अंगभूत कमांड असल्यामुळे काय करायचे ते त्याला कळेल.
जटिल ऑपरेशन्स जसे की YouTube व्हिडिओ लोड करणे, प्ले करणे व्हिडिओ गेम, किंवा ट्विट पाठवण्यामध्ये CPU सूचना संचामध्ये आढळलेल्या या लाखो मूलभूत आदेशांना कॉल करणे समाविष्ट आहे.
कॉमन इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर्स (ISAs) मध्ये ARM आणि Intel's x86 यांचा समावेश होतो, ज्यापैकी पूर्वीचा ISA हा जगातील सर्वाधिक वापरला जाणारा ISA आहे.
हे ISAs प्रथम दशकांपूर्वी मालकीच्या परवान्याखाली विकसित केले गेले होते. त्या आधीच्या वर्षांत, बहुतेक हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर मालकीचे होते.
RISC म्हणजे काय?
1970 च्या दशकात, संगणक अभियंत्यांनी संगणक आर्किटेक्चरची जटिलता वाढवण्यावर लक्ष केंद्रित केले.
सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान झपाट्याने प्रगती करत होते आणि मोठ्या संख्येने सूचना करण्यास सक्षम होते. यामुळे CISCs किंवा कॉम्प्लेक्स इंस्ट्रक्शन सेट कॉम्प्युटर म्हणून ओळखले जाणारे संगणक तयार झाले.
असे दिसून आले की बर्कले येथील कॅलिफोर्निया विद्यापीठाच्या सी. डेव्हिड पॅटरसन आणि कार्लो सेक्विन यांसारख्या उच्च-स्तरीय संगणक भाषांमध्ये बहुतेक सूचना क्वचितच वापरल्या जातात, असे समजले की अधिक चांगली कामगिरी खूप कमी प्रमाणात साध्य केली जाऊ शकते. प्रोसेसर सरलीकृत करून खर्च.
जटिलतेचे प्रमाण कमी करून, ते उर्वरित जागा मेमरीसाठी वापरू शकतात. या गृहीतकाला RISC किंवा कमी सूचना संच संगणक असे नाव देण्यात आले.
RISC-I प्रकल्प एक संशोधन प्रकल्प म्हणून सुरू झाला ज्याचा उद्देश RISC संगणक व्यवहार्य आहे हे सिद्ध करणे. बर्कले येथील विद्यार्थी केवळ 31 सूचनांसह कार्य करणारे डिझाइन तयार करू शकतात.
चिपच्या नियंत्रण आणि सूचना विभागामध्ये सिलिकॉनच्या फक्त 6% डाई आहेत, तर इतर चिप्स त्याच उद्देशासाठी अर्ध्या वापरतात. मोकळी जागा भरण्यासाठी रजिस्टर जोडले गेले. या रजिस्टर्सने चिपला अधिक कार्यरत मेमरी ठेवण्याची परवानगी दिली.
RISC आर्किटेक्चरला 1980 च्या दशकात व्यावसायिक यश मिळाले. तथापि, बर्याच चिप्स लवकरच पसंतीच्या बाहेर पडल्या. सध्या, एआरएम-आधारित प्रोसेसर हे सर्वात सामान्य RISC प्रोसेसर आहेत, आधुनिक स्मार्टफोन्सच्या प्रसारामुळे जे जवळजवळ केवळ एआरएम चिप्स वापरतात.
RISC-V म्हणजे काय?
RISC-V हा एका विशिष्ट मुक्त-स्रोत सूचना संचाचा संदर्भ देतो ज्याचा उद्देश RISC तत्त्वांचे पालन करणे आहे. इतर ISA डिझाइन्सच्या विपरीत, RISC-V ISA ला वापरण्यासाठी कोणतेही शुल्क लागत नाही.
RISC-V आर्किटेक्चरची सुरुवात UC बर्कले येथे Krste Asanović चा संशोधन प्रकल्प म्हणून झाली, परंतु नंतर जगभरातून योगदानकर्त्यांना आमंत्रित केले.
RISC-आधारित CPU मध्ये सूचनांचा एक सरलीकृत संच असतो जो पूर्ण होण्यासाठी फक्त एक घड्याळ चक्र घेतो. ते लोड-स्टोअर आर्किटेक्चरच्या वापराद्वारे वेगवान कामगिरीसह जटिलतेचा व्यापार करतात.
याचा अर्थ असा की सूचना पत्त्यावर फक्त नोंदणी केली जाते, जी मुख्य मेमरीपेक्षा अधिक जलद प्रवेश करते.
RISC-V कार्यक्षम पाइपलाइनिंग स्ट्रक्चरला देखील समर्थन देते, जे समांतरपणे अनेक सूचना कार्यान्वित करण्यास अनुमती देते.
RISC-V हे खुले मानक असल्यामुळे, कोणीही त्यांच्या स्वतःच्या उत्पादनांसाठी सूचना सेट वापरू शकतो, ज्यामुळे ओपन-सोर्स हार्डवेअर स्पेसमध्ये क्रांती होऊ शकते.
महत्वाची वैशिष्टे
- साधे निर्देश संच - सूचनांच्या जटिल सूचीच्या अभावामुळे सूचना जलद अंमलात आणल्या जाऊ शकतात आणि एकाधिक सूचना पाइपलाइन करणे सोपे करते.
- मॉड्यूलरिटी – RISC-V मध्ये लहान मानक आधार ISA आहे आणि ते विविध मानक विस्तारांसह येते. हे वापरकर्त्यांना त्यांच्या स्वतःच्या RISC-V चिप्स तयार करताना त्यांना आवश्यक असलेले भाग निवडण्याची परवानगी देते.
- एक्सटेंसिबिलिटी - विस्तारांद्वारे मुख्य ISA मध्ये विशिष्ट कार्ये जोडली जाऊ शकतात. हे वापरकर्त्यांना आवश्यकतेनुसार त्यांच्या स्वतःच्या सानुकूल सूचना तयार करण्यास सक्षम करते.
- मुक्त स्रोत आयपी - RISC-V हे एक खुले मानक आहे, याचा अर्थ जो कोणी या डिझाईन्स वापरू इच्छितो तो परवाना शुल्काची काळजी न करता करू शकतो.
- लोड-स्टोअर आर्किटेक्चर - रजिस्टर वापरून स्मरणशक्तीला जटिलतेपेक्षा प्राधान्य दिले जाते.
साधक
- RISC-V हे खुले मानक आहे, याचा अर्थ कोणीही स्वतःच्या चिप्स तयार करू शकतो.
- स्तरित आणि एक्स्टेंसिबल डिझाईन नाविन्यास सक्षम करते. कोणीही सूचना संच लागू करू शकतो आणि सानुकूल प्रोसेसरसाठी सानुकूल विस्तार तयार करू शकतो.
- RISC-V एक्स्टेंसिबल आहे. तुम्ही सूचना सेटमध्ये नेहमी नवीन वैशिष्ट्ये जोडू शकता.
- RISC-V मुक्त-स्रोत असल्याने, कोणीही बग शोधण्यात सहभागी होऊ शकतो.
- RISC-V मुळे वेगवान विकास चक्र शक्य होते. परवाना शुल्क हाताळण्याची गरज नाही.
बाधक
- विकेंद्रीकृत निसर्ग पॅच आणि अद्यतने सोडणे कठीण करते.
- बाजाराचे तुकडे होण्याची शक्यता आहे. कोणीही त्यांच्या स्वतःच्या RISC-V चिप्स डिझाइन करू शकत असल्यामुळे, RISC-V मार्केटमध्ये समान दर्जा, सुरक्षा किंवा इंटरऑपरेबिलिटी नसेल याची खात्री करणे हे एक आव्हान असेल.
- दत्तक घेण्याची कोणतीही हमी नाही. RISC-V तंत्रज्ञानामध्ये गुंतवणूक केल्याने त्यांना बाजारातील केवळ काही टक्के वाटा मिळत राहिल्यास त्याचा परिणाम होऊ शकतो.
- याक्षणी, RISC-V ला अजूनही मर्यादित हार्डवेअर समर्थन आहे.
- दुसरी समस्या कोड घनतेची आहे. एक विशिष्ट प्रोग्राम दिल्यास, संकलित केलेल्या RISC सूचना संचाला सहसा CISC कडे संकलित केल्यापेक्षा जास्त बाइट्सची आवश्यकता असते. कारण एकच CISC कमांड करण्यासाठी अनेक RISC सूचनांची आवश्यकता असू शकते.
RISC-V चे सध्याचे अर्ज
RISC-V अंतःस्थापित अनुप्रयोगांसाठी आदर्श आहे. ही अशी उपयोग-केस आहेत ज्यांना निर्देशांचा निर्दिष्ट संच करण्यासाठी डिव्हाइसमध्ये कायमस्वरूपी ठेवलेल्या सॉफ्टवेअरची आवश्यकता असते.
इंटरनेट ऑफ थिंग्ज इकोसिस्टममध्ये किंवा ऑटोमोटिव्ह अॅप्लिकेशन्स आणि कॉम्प्युटर कंट्रोलरमधील डिव्हाइसेसचा विचार करा.
RISC-V आर्किटेक्चरसाठी येथे काही ऍप्लिकेशन्स आहेत जे तुम्हाला आज सापडतील.
Alibaba
आयपीवरून युनायटेड स्टेट्स आणि चीन यांच्यातील तणावामुळे चिनी तंत्रज्ञान कंपन्यांनी येथे स्विच करण्याचे कारण दिले आहे. मुक्त स्रोत.
ऑक्टोबर 2021 मध्ये, Alibaba Cloud Intelligence घोषणा ते त्यांच्या आर्किटेक्चरसाठी ओपन सोर्स RISC-V प्रोसेसर वापरतील.
हे जगातील पहिले फुल-स्टॅक बनतील मुक्त स्रोत मालिका प्रोसेसर.
“आरआयएससी-व्ही या क्षणी खूप आकर्षक आहे कारण बंद आणि महागड्या ISA ला पर्याय म्हणून, खुल्या आणि विनामूल्य ISA RISC-V ओपन-स्टँडर्ड सहयोगाद्वारे प्रोसेसर नवकल्पना वाढवते,” टी-हेडचे उत्पादन लीड यू पु म्हणाले. , एक अर्धसंवाहक कंपनी आणि Alibaba ची पूर्ण मालकीची उपकंपनी.
येसफाइव्ह
SiFive ही एक अर्धसंवाहक कंपनी आहे ज्याची स्थापना 2015 मध्ये Krste Asanović, Yunsup Lee आणि Andrew Waterman, कॅलिफोर्निया बर्कले विद्यापीठातील तीन संशोधकांनी केली होती.
ते RISC-V ISA ची अंमलबजावणी करणारी पहिली चिप्स बनवण्यात सक्षम होते. तेव्हापासून, ते RISC-V चिप्ससह त्यांचे उपकरण सुधारण्यासाठी 100 हून अधिक कंपन्यांशी भागीदारी करू शकले आहेत.
त्यांचे SiFive कोर हे जगातील सर्वात सिलिकॉन-उपयोजित RISC-V उपाय आहेत.
SiHive अगदी BBC डॉक्टर हू-आधारित RISC-V कोडिंग किट ऑफर करते, ज्याचा उद्देश मुलांना प्रोग्रामिंग आणि IoT तंत्रज्ञानाबद्दल शिकवणे आहे.
हे उत्पादन RISC-V आर्किटेक्चरमध्ये लवकरच ग्राहक उपकरणांच्या बाजारपेठेत पोहोचण्याचे आश्वासन दर्शवते.
मेघ संगणन
क्लाउडला उर्जा देण्यासाठी RISC-V आर्किटेक्चर देखील वापरले जाऊ शकते. काही कंपन्या आधीच लक्ष्य करत आहेत डेटा सेंटर वर्कलोड RISC-V चे पुढील संभाव्य अर्ज म्हणून.
हाय परफॉर्मन्स कम्प्युटिंग (HPC) नेटवर्क आधीच RISC-V चा वापर पारगमनातील डेटावर प्रक्रिया करण्यासाठी करत आहेत.
एम्बेडेड उत्पादनांपेक्षा सर्व्हरला जास्त वेळ लागत असल्याने, संपूर्ण सर्व्हर RISC-V वर चाललेले दिसत नाही तोपर्यंत थोडा वेळ लागेल.
निष्कर्ष
आम्ही इंटरनेटशी संवाद साधण्याचा मार्ग खुल्या मानकांच्या भक्कम पायावर बांधला आहे. आम्ही वापरत असलेली उपकरणे USB डिझाइन किंवा उपकरणे एकमेकांशी कशी कनेक्ट होतात यासारख्या खुल्या मानकांचे देखील पालन करू शकतात माध्यमातून वाय-फाय आणि ब्लूटूथ.
ही खुली मानके आमची सर्व उपकरणे आणि अनुप्रयोगांना अधिक कार्यक्षम आणि इंटरऑपरेबल बनण्याची परवानगी देतात.
RISC-V सारखी खुली मानके आमची उपकरणे डिझाइन करण्याच्या पद्धतीवर परिणाम करतात.
हे कोणालाही मालकीच्या IP द्वारे मर्यादित न ठेवता त्यांना हवे ते तयार करण्यास सक्षम करेल. RISC-V ची देखरेख एका सक्रिय विकास समुदायाद्वारे केली जाते जी पारदर्शक आणि सहयोगी स्वरूपाची आहे.
आम्ही आमच्या उपकरणांमध्ये वापरत असलेल्या हार्डवेअरचे भविष्य आता बंद दारांमागे ठरवले जाणार नाही, परंतु प्रत्येकाने त्यात भाग घेण्यासाठी उघड्यावर निर्णय घेतला आहे.
हा लेख तुम्हाला अभ्यासपूर्ण वाटल्यास शेअर करा. आमचे सदस्यत्व घेऊन AI, ML आणि भविष्यातील तंत्रज्ञानातील ताज्या बातम्या चुकवू नका साप्ताहिक वृत्तपत्र!
प्रत्युत्तर द्या