Jadual Kandungan[Sembunyi][Tunjukkan]
Adakah terdapat kebebasan dalam memilih perkakasan anda? Ketahui cara RISC-V membuka jalan untuk pergerakan perkakasan sumber terbuka baharu.
Kebanyakan pemain utama dalam perniagaan semikonduktor mengekalkan reka bentuk mereka proprietari dan pengeluar peranti perlu membayar yuran pelesenan untuk menggunakannya.
Ketegangan perdagangan antara AS, China dan Taiwan memberikan cabaran dalam rantaian bekalan semikonduktor. Pengeluar peranti yang lebih kecil juga bergelut untuk membayar yuran ini dan halangan untuk masuk adalah lebih tinggi.
Dengan cara yang sama sistem pengendalian sumber terbuka seperti Linux telah memperkasakan pembangun, standard terbuka baharu mungkin menggoncang cara kami mereka bentuk dan membuat peranti yang menjalankan dunia hari ini.
Dalam panduan ini, kami akan melihat sejarah seni bina RISC, menimbang kebaikan dan keburukan teknologi, dan menyelami beberapa aplikasi RISC-V yang boleh anda temui hari ini.
Tetapi pertama, untuk memahami mengapa RISC-V sangat menarik, kita perlu memahami cara komputer beroperasi.
Apakah Set Arahan?
Set arahan merujuk kepada set operasi yang direka bentuk untuk dilakukan oleh komputer pada peringkat mesin.
Fikirkan ini sebagai arahan paling asas seperti menambah, mendarab, memuatkan dan menyimpan data. Seni bina set arahan adalah antara muka yang paling penting dalam komputer kerana ia membahagikan aspek perkakasan dan perisian.
Set arahan CPU memberitahu kita apa yang CPU boleh lakukan kerana terhad oleh reka bentuk perkakasannya.
Jika anda meminta CPU untuk menambah dua bit bersama-sama, ia akan mengetahui dengan tepat apa yang perlu dilakukan kerana terdapat arahan terbina dalam perkakasan untuk menampung arahan ini.
Operasi yang kompleks seperti memuatkan video YouTube, memainkan a permainan video, atau menghantar tweet melibatkan panggilan berjuta-juta perintah asas ini yang terdapat dalam set arahan CPU.
Seni bina set arahan biasa (ISA) termasuk ARM dan Intel x86, yang dahulunya merupakan ISA yang paling banyak digunakan di dunia.
ISA ini mula dibangunkan beberapa dekad yang lalu di bawah lesen proprietari. Pada tahun-tahun awal tersebut, kebanyakan perkakasan dan perisian adalah hak milik.
Apakah RISC?
Semasa tahun 1970-an, jurutera komputer cenderung menumpukan pada peningkatan kerumitan seni bina komputer.
Teknologi semikonduktor telah berkembang pesat dan mampu melaksanakan sejumlah besar arahan. Ini membawa kepada sejenis komputer yang dikenali sebagai CISC, atau komputer set arahan yang kompleks.
Ternyata kebanyakan arahan jarang digunakan dalam amalan, seperti dalam bahasa komputer peringkat tinggi seperti C. David Patterson dan Carlo Sequin dari University of California di Berkeley berpendapat bahawa prestasi yang lebih baik boleh dicapai pada tahap yang lebih rendah. kos dengan memudahkan pemproses.
Dengan mengurangkan jumlah kerumitan, mereka boleh menggunakan ruang yang tinggal untuk ingatan. Hipotesis ini digelar RISC, atau komputer set arahan terkurang.
Projek RISC-I bermula sebagai projek penyelidikan yang bertujuan untuk membuktikan bahawa komputer RISC boleh dilaksanakan. Pelajar di Berkeley boleh mencipta reka bentuk yang berfungsi dengan hanya 31 arahan.
Bahagian kawalan dan arahan cip hanya menduduki 6% daripada cetakan silikon, manakala cip lain akan menggunakan separuh untuk tujuan yang sama. Daftar telah ditambahkan untuk mengisi ruang kosong. Daftar ini membenarkan cip memegang lebih banyak memori kerja.
Seni bina RISC menemui kejayaan komersial pada tahun 1980-an. Walau bagaimanapun, banyak cip tidak lama lagi tidak diminati. Pada masa ini, pemproses berasaskan ARM ialah pemproses RISC yang paling biasa, disebabkan kelaziman telefon pintar moden yang hampir secara eksklusif menggunakan cip ARM.
Apakah RISC-V?
RISC-V merujuk kepada set arahan sumber terbuka tertentu yang bertujuan untuk mengikuti prinsip RISC. Tidak seperti kebanyakan reka bentuk ISA lain, RISC-V ISA tidak memerlukan sebarang bayaran untuk digunakan.
Seni bina RISC-V pada asalnya bermula sebagai projek penyelidikan Krste Asanović di UC Berkeley, tetapi kemudiannya menjemput penyumbang dari seluruh dunia.
CPU berasaskan RISC mempunyai set arahan ringkas yang hanya memerlukan satu kitaran jam untuk diselesaikan. Mereka memperdagangkan kerumitan dengan prestasi yang lebih pantas melalui penggunaan seni bina stor beban.
Ini bermakna arahan hanya menangani daftar, yang lebih cepat diakses daripada memori utama.
RISC-V juga menyokong struktur saluran paip yang cekap, yang membolehkan berbilang arahan dilaksanakan secara selari.
Oleh kerana RISC-V ialah standard terbuka, sesiapa sahaja boleh menggunakan set arahan untuk produk mereka sendiri, yang mungkin membawa kepada revolusi dalam ruang perkakasan sumber terbuka.
Ciri-ciri utama
- Set arahan mudah - Kekurangan senarai arahan yang kompleks membolehkan arahan dilaksanakan dengan lebih cepat dan memudahkan untuk membuat beberapa arahan.
- Modularity – RISC-V mempunyai ISA asas standard yang kecil dan dilengkapi dengan pelbagai sambungan standard. Ini membolehkan pengguna memilih hanya bahagian yang mereka perlukan semasa membina cip RISC-V mereka sendiri.
- Keluasan – Fungsi khusus boleh ditambah pada ISA utama melalui sambungan. Ini membolehkan pengguna membuat arahan tersuai mereka sendiri apabila diperlukan.
- IP sumber terbuka – RISC-V ialah standard terbuka, bermakna sesiapa sahaja yang ingin menggunakan reka bentuk ini boleh berbuat demikian tanpa perlu risau tentang bayaran pelesenan.
- Seni bina kedai beban – Memori diutamakan daripada kerumitan menggunakan daftar.
Kelebihan
- RISC-V ialah standard terbuka, bermakna sesiapa sahaja boleh membina cip mereka sendiri.
- Reka bentuk berlapis dan boleh diperluaskan membolehkan inovasi. Sesiapa sahaja boleh melaksanakan set arahan dan boleh membuat sambungan tersuai untuk pemproses tersuai.
- RISC-V boleh dipanjangkan. Anda sentiasa boleh menambah ciri baharu pada set arahan.
- Memandangkan RISC-V adalah sumber terbuka, sesiapa sahaja boleh mengambil bahagian dalam mencari pepijat.
- RISC-V membolehkan kitaran pembangunan dipercepatkan. Tidak perlu mengendalikan yuran pelesenan.
Kekurangan
- Sifat terpencar menyukarkan untuk mengeluarkan patch dan kemas kini.
- Terdapat kemungkinan pemecahan pasaran. Memandangkan sesiapa sahaja boleh mereka bentuk cip RISC-V mereka sendiri, ia akan menjadi satu cabaran untuk memastikan bahawa pasaran RISC-V mungkin tidak mempunyai kualiti, keselamatan atau kesalingoperasian yang konsisten yang sama.
- Tiada jaminan untuk diterima pakai. Melabur dalam teknologi RISC-V mungkin menjadi bumerang jika mereka terus menerima hanya sebahagian kecil daripada bahagian pasaran.
- Pada masa ini, RISC-V masih mempunyai sokongan perkakasan yang terhad.
- Isu lain ialah dengan ketumpatan kod. Memandangkan atur cara tertentu, set arahan RISC yang disusun biasanya memerlukan lebih banyak bait daripada apabila disusun ke CISC. Ini kerana ia mungkin memerlukan beberapa arahan RISC untuk melakukan satu arahan CISC.
Aplikasi Semasa RISC-V
RISC-V sesuai untuk aplikasi terbenam. Ini adalah kes penggunaan yang memerlukan perisian diletakkan secara kekal di dalam peranti untuk melaksanakan set arahan yang ditetapkan.
Fikirkan tentang peranti dalam ekosistem Internet Perkara atau dalam aplikasi automotif dan pengawal komputer.
Berikut ialah beberapa aplikasi untuk seni bina RISC-V yang boleh anda temui hari ini.
Alibaba
Berkemungkinan ketegangan antara Amerika Syarikat dan China berhubung IP telah memberi sebab kepada syarikat teknologi China untuk beralih kepada sumber terbuka.
Pada Oktober 2021, Alibaba Cloud Intelligence mengumumkan bahawa mereka akan menggunakan pemproses RISC-V sumber terbuka untuk seni bina mereka.
Ini akan menjadi timbunan penuh pertama di dunia sumber terbuka pemproses siri.
"RISC-V sangat menarik pada masa ini kerana sebagai alternatif kepada ISA tertutup dan mahal, ISA terbuka dan percuma RISC-V mempercepatkan inovasi pemproses melalui kerjasama standard terbuka," kata Yu Pu, peneraju produk untuk T-Head , sebuah syarikat semikonduktor dan anak syarikat milik penuh Alibaba.
YaLima
SiFive ialah syarikat semikonduktor yang diasaskan pada 2015 oleh Krste Asanović, Yunsup Lee, dan Andrew Waterman, tiga penyelidik dari University of California Berkeley.
Mereka dapat membuat cip pertama yang melaksanakan RISC-V ISA. Sejak itu, mereka telah dapat bekerjasama dengan lebih 100 syarikat untuk menambah baik peranti mereka dengan cip RISC-V.
Teras SiFive mereka ialah penyelesaian RISC‑V yang paling banyak digunakan silikon di dunia.
SiHive juga menawarkan kit pengekodan RISC-V berasaskan BBC Doctor Who, bertujuan untuk mengajar kanak-kanak tentang pengaturcaraan dan teknologi IoT.
Produk ini menunjukkan janji dalam seni bina RISC-V tidak lama lagi mencapai pasaran peranti pengguna.
Cloud Computing
Seni bina RISC-V juga boleh digunakan untuk menggerakkan awan. Beberapa syarikat sudah pun menyasarkan beban kerja pusat data sebagai aplikasi RISC-V yang mungkin seterusnya.
Rangkaian pengkomputeran prestasi tinggi (HPC) sudah menggunakan RISC-V untuk memproses data dalam transit.
Memandangkan pelayan mengambil masa yang lebih lama untuk menghasilkan daripada produk terbenam, ia akan mengambil sedikit masa sehingga kami melihat keseluruhan pelayan berjalan pada RISC-V.
Kesimpulan
Cara kita berinteraksi dengan internet dibina di atas asas piawaian terbuka yang kukuh. Peranti yang kami gunakan juga mungkin mengikut piawaian terbuka seperti reka bentuk USB atau cara peranti bersambung antara satu sama lain melalui Wi-Fi dan Bluetooth.
Piawaian terbuka ini membolehkan semua peranti dan aplikasi kami menjadi lebih berfungsi dan saling beroperasi.
Piawaian terbuka seperti RISC-V akan memberi kesan kepada cara kami mereka bentuk peranti kami.
Ia akan memberi kuasa kepada sesiapa sahaja untuk mencipta apa yang mereka mahu tanpa perlu dihadkan oleh IP proprietari. RISC-V dikekalkan oleh komuniti pembangunan aktif yang telus dan bersifat kolaboratif.
Masa depan perkakasan yang kami gunakan dalam peranti kami kini tidak lagi diputuskan secara tertutup, tetapi diputuskan secara terbuka, untuk semua orang mengambil bahagian.
Kongsi artikel ini jika anda rasa ia bernas. Jangan terlepas berita terkini dalam AI, ML dan teknologi masa depan dengan melanggan kami surat berita mingguan!
Sila tinggalkan balasan anda