के तपाइँको हार्डवेयर छनोट मा स्वतन्त्रता छ? कसरी RISC-V ले नयाँ खुला स्रोत हार्डवेयर आन्दोलनको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दैछ पत्ता लगाउनुहोस्।
सेमीकन्डक्टर व्यवसायमा धेरै प्रमुख खेलाडीहरूले आफ्नो डिजाइनहरू स्वामित्वमा राख्छन् र उपकरण निर्माताहरूले तिनीहरूलाई प्रयोग गर्न इजाजतपत्र शुल्क तिर्न आवश्यक छ।
अमेरिका, चीन र ताइवान बीचको व्यापार तनावले अर्धचालक आपूर्ति श्रृंखलामा चुनौती प्रदान गर्दछ। साना उपकरण निर्माताहरूले पनि यी शुल्कहरू वहन गर्न संघर्ष गरिरहेका छन् र प्रवेशमा अवरोध धेरै उच्च छ।
लिनक्स जस्ता ओपन सोर्स अपरेटिङ सिस्टमहरूले विकासकर्ताहरूलाई सशक्त बनाएका छन्, त्यसैगरी नयाँ खुला मानकले हामीले डिजाइन गर्ने र आज संसार चलाउने यन्त्रहरू बनाउने तरिकालाई हल्लाउन सक्छ।
यस गाइडमा, हामी RISC वास्तुकलाको इतिहास हेर्नेछौं, टेक्नोलोजीको फाइदा र बेफाइदाको तौल गर्नेछौं, र RISC-V को केहि अनुप्रयोगहरूमा डुब्नेछौं जुन तपाईंले आज फेला पार्न सक्नुहुन्छ।
तर पहिले, किन RISC-V यति रोमाञ्चक छ भनेर बुझ्नको लागि, हामीले कम्प्युटरहरूले कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्न आवश्यक छ।
एक निर्देशन सेट के हो?
निर्देशन सेटले सञ्चालनको सेटलाई जनाउँछ जुन कम्प्युटरलाई मेसिन स्तरमा प्रदर्शन गर्न डिजाइन गरिएको थियो।
डेटा थप्ने, गुणन गर्ने, लोड गर्ने र भण्डारण गर्ने जस्ता सबैभन्दा आधारभूत आदेशहरूको रूपमा यी बारे सोच्नुहोस्। निर्देशन सेट आर्किटेक्चर कम्प्युटरमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण इन्टरफेस हो किनभने यसले हार्डवेयर र सफ्टवेयर पक्षहरूलाई विभाजित गर्दछ।
CPU को निर्देशन सेटले हामीलाई बताउँछ कि CPU ले यसको हार्डवेयरको डिजाइन द्वारा सीमित रूपमा के गर्न सक्छ।
यदि तपाईंले CPU लाई दुईवटा बिटहरू सँगै जोड्न सोध्नुभयो भने, यो निर्देशनलाई समायोजन गर्नको लागि हार्डवेयरमा निर्मित आदेश भएकोले के गर्ने भनेर ठ्याक्कै थाहा हुनेछ।
युट्युब भिडियो लोड गर्ने, प्ले गर्ने जस्ता जटिल कार्यहरू भिडियो गेम, वा ट्वीट पठाउनु भनेको CPU निर्देशन सेट भित्र पाइने यी लाखौं आधारभूत आदेशहरूलाई कल गर्नु समावेश छ।
साझा निर्देशन सेट आर्किटेक्चर (ISAs) मा ARM र Intel's x86 समावेश छ, जसमध्ये पहिलेको ISA संसारमा सबैभन्दा धेरै प्रयोग हुने ISA हो।
यी ISA हरू पहिलो पटक स्वामित्व लाइसेन्स अन्तर्गत दशकौं अघि विकसित गरिएको थियो। ती पहिलेका वर्षहरूमा, अधिकांश हार्डवेयर र सफ्टवेयर स्वामित्व थियो।
RISC भनेको के हो?
1970 को दशकमा, कम्प्युटर इन्जिनियरहरूले कम्प्युटर आर्किटेक्चरको जटिलता बढाउनमा ध्यान केन्द्रित गरे।
सेमीकन्डक्टर टेक्नोलोजी द्रुत रूपमा अगाडि बढिरहेको थियो र निर्देशनहरूको ठूलो संख्या प्रदर्शन गर्न सक्षम थियो। यसले CISCs, वा जटिल निर्देशन सेट कम्प्युटरहरू भनेर चिनिने कम्प्युटरको एक प्रकारको नेतृत्व गर्यो।
धेरै निर्देशनहरू अभ्यासमा विरलै प्रयोग गरिन्छ, जस्तै सी. डेभिड प्याटरसन र बर्कलेको क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालयका कार्लो सेक्विन जस्ता उच्च-स्तरको कम्प्युटर भाषाहरूमा धेरै कममा राम्रो प्रदर्शन हासिल गर्न सकिन्छ भन्ने सोचेको थियो। प्रोसेसर सरलीकरण गरेर लागत।
जटिलताको मात्रा घटाएर, तिनीहरूले मेमोरीको लागि बाँकी ठाउँ प्रयोग गर्न सक्छन्। यो परिकल्पना RISC डब गरिएको थियो, वा कम निर्देशन सेट कम्प्युटर।
RISC-I परियोजना अनुसन्धान परियोजनाको रूपमा सुरु भएको थियो जसको उद्देश्य RISC कम्प्युटर सम्भव छ भनी प्रमाणित गर्ने थियो। बर्कलेका विद्यार्थीहरूले केवल 31 निर्देशनहरूसँग काम गर्ने डिजाइन सिर्जना गर्न सक्थे।
चिपको नियन्त्रण र निर्देशन खण्डले सिलिकन डाइको 6% मात्र ओगटेको छ, जबकि अन्य चिपहरूले समान उद्देश्यका लागि आधा प्रयोग गर्नेछन्। खाली ठाउँ भर्न दर्ताहरू थपिएको थियो। यी दर्ताहरूले चिपलाई बढी काम गर्ने मेमोरी राख्न अनुमति दियो।
RISC वास्तुकलाले 1980s मा व्यावसायिक सफलता पायो। यद्यपि, धेरै चिप्स चाँडै पक्षबाट बाहिर गयो। हाल, ARM-आधारित प्रोसेसरहरू सबैभन्दा सामान्य RISC प्रोसेसर हुन्, आधुनिक स्मार्टफोनहरूको व्यापकताका कारण जसले लगभग विशेष रूपमा ARM चिपहरू प्रयोग गर्दछ।
RISC-V भनेको के हो?
RISC-V ले RISC सिद्धान्तहरू पछ्याउने उद्देश्य राखेको विशेष खुला स्रोत निर्देशन सेटलाई जनाउँछ। धेरै अन्य ISA डिजाइनहरूको विपरीत, RISC-V ISA लाई प्रयोग गर्न कुनै शुल्क आवश्यक पर्दैन।
RISC-V वास्तुकला मूलतः UC Berkeley मा Krste Asanović को अनुसन्धान परियोजना को रूप मा शुरू भएको थियो, तर पछि दुनिया भर बाट योगदानकर्ताहरुलाई आमन्त्रित गरियो।
RISC-आधारित CPU सँग निर्देशनहरूको एक सरल सेट छ जसले पूरा गर्न केवल एक घडी चक्र लिन्छ। तिनीहरूले लोड-स्टोर आर्किटेक्चरको प्रयोग मार्फत छिटो प्रदर्शनको साथ जटिलताको व्यापार गर्छन्।
यसको मतलब निर्देशन ठेगाना मात्र दर्ता हुन्छ, जुन मुख्य मेमोरी भन्दा पहुँच गर्न धेरै छिटो हुन्छ।
RISC-V ले एक कुशल पाइपलाइनिंग संरचनालाई पनि समर्थन गर्दछ, जसले समानान्तरमा बहु निर्देशनहरू कार्यान्वयन गर्न अनुमति दिन्छ।
किनभने RISC-V खुला मानक हो, जो कोहीले पनि आफ्नै उत्पादनहरूको लागि निर्देशन सेट प्रयोग गर्न सक्छ, जसले खुला स्रोत हार्डवेयर ठाउँमा क्रान्ति ल्याउन सक्छ।
प्रमुख विशेषताहरु
- सरल निर्देशन सेट - निर्देशनहरूको जटिल सूचीको अभावले निर्देशनहरूलाई छिटो कार्यान्वयन गर्न अनुमति दिन्छ र धेरै निर्देशनहरू पाइपलाइन गर्न सजिलो बनाउँछ।
- मोडुलरिटी - RISC-V सँग सानो मानक आधार ISA छ र विभिन्न मानक विस्तारहरूसँग आउँछ। यसले प्रयोगकर्ताहरूलाई तिनीहरूको आफ्नै RISC-V चिपहरू निर्माण गर्दा आवश्यक पर्ने भागहरू मात्र छनोट गर्न अनुमति दिन्छ।
- एक्सटेन्सन - विशेष प्रकार्यहरू विस्तारहरू मार्फत मुख्य ISA मा थप्न सकिन्छ। यसले प्रयोगकर्ताहरूलाई आवश्यक पर्दा आफ्नै अनुकूलन निर्देशनहरू सिर्जना गर्न सक्षम बनाउँछ।
- खुला स्रोत आईपी - RISC-V एक खुला मानक हो, जसको अर्थ यी डिजाइनहरू प्रयोग गर्न चाहने जो कोहीले इजाजतपत्र शुल्कको बारेमा चिन्ता नगरिकन गर्न सक्छन्।
- लोड-स्टोर वास्तुकला - रेजिस्टरहरू प्रयोग गरेर जटिलता भन्दा मेमोरीलाई प्राथमिकता दिइन्छ।
विशेषज्ञहरूले
- RISC-V एक खुला मानक हो, जसको अर्थ जो कोहीले पनि आफ्नै चिपहरू बनाउन सक्छ।
- स्तरित र एक्स्टेन्सिबल डिजाइनले नवीनतालाई सक्षम बनाउँछ। जो कोहीले निर्देशन सेट लागू गर्न सक्छ र अनुकूलन प्रोसेसरहरूको लागि अनुकूलन विस्तारहरू सिर्जना गर्न सक्छ।
- RISC-V एक्स्टेन्सिबल छ। तपाईं जहिले पनि निर्देशन सेटमा नयाँ सुविधाहरू थप्न सक्नुहुन्छ।
- RISC-V खुला स्रोत भएकोले, जो कोहीले बगहरू खोज्नमा भाग लिन सक्छन्।
- RISC-V ले यसलाई द्रुत विकास चक्रको लागि सम्भव बनाउँछ। इजाजतपत्र शुल्कहरू ह्यान्डल गर्न आवश्यक छैन।
विपक्ष
- विकेन्द्रीकृत प्रकृतिले प्याच र अद्यावधिकहरू जारी गर्न गाह्रो बनाउँछ।
- बजार खण्डीकरणको सम्भावना छ । जो कोहीले पनि आफ्नै RISC-V चिपहरू डिजाइन गर्न सक्ने हुनाले, RISC-V बजारमा समान गुणस्तर, सुरक्षा, वा अन्तरसञ्चालन नहुन सक्छ भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्न चुनौती हुनेछ।
- ग्रहण गर्ने कुनै ग्यारेन्टी छैन। RISC-V टेक्नोलोजीमा गरिएको लगानीले बजार सेयरको थोरै प्रतिशत मात्र प्राप्त गर्न जारी राखेको खण्डमा ब्याकफायर हुन सक्छ।
- हाल, RISC-V सँग सीमित हार्डवेयर समर्थन छ।
- अर्को मुद्दा कोड घनत्व संग छ। एक निश्चित कार्यक्रम दिएमा, कम्पाइल गरिएको RISC निर्देशन सेटलाई सामान्यतया CISC मा कम्पाइल गरिएको भन्दा बढी बाइटहरू चाहिन्छ। यो किनभने एकल CISC आदेश गर्न धेरै RISC निर्देशनहरू आवश्यक हुन सक्छ।
RISC-V को हालको आवेदन
RISC-V इम्बेडेड अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श हो। यी प्रयोग-केसहरू हुन् जसलाई निर्देशनहरूको निर्दिष्ट सेट गर्न यन्त्र भित्र स्थायी रूपमा राखिएको सफ्टवेयर आवश्यक पर्दछ।
इन्टरनेट अफ थिंग्स इकोसिस्टम वा अटोमोटिभ एप्लिकेसन र कम्प्युटर कन्ट्रोलरहरूमा भएका यन्त्रहरूको बारेमा सोच्नुहोस्।
यहाँ RISC-V वास्तुकलाका लागि केही अनुप्रयोगहरू छन् जुन तपाईंले आज फेला पार्न सक्नुहुन्छ।
Alibaba
यो सम्भव छ कि आईपी मा संयुक्त राज्य अमेरिका र चीन बीच तनाव चीनी टेक्नोलोजी कम्पनीहरु लाई स्विच गर्न को लागी एक कारण दिएको छ। खुला-स्रोत.
अक्टोबर २०२१ मा, अलीबाबा क्लाउड इन्टेलिजेन्स घोषणा कि तिनीहरूले आफ्नो वास्तुकलाको लागि खुला स्रोत RISC-V प्रोसेसरहरू प्रयोग गर्नेछन्।
यी विश्वको पहिलो फुल-स्ट्याक हुनेछन् खुला स्रोत श्रृंखला प्रोसेसरहरू।
"RISC-V यस बिन्दुमा धेरै आकर्षक छ किनभने बन्द र महँगो ISAs को विकल्पको रूपमा, खुला र नि: शुल्क ISA RISC-V ले ओपन-स्ट्यान्डर्ड सहयोग मार्फत प्रोसेसर नवाचारलाई गति दिन्छ," टी-हेडका लागि उत्पादन प्रमुख यू पुले भने। , एक अर्धचालक कम्पनी र Alibaba को एक पूर्ण स्वामित्व वाली सहायक कम्पनी।
SiFive
SiFive क्यालिफोर्निया बर्कले विश्वविद्यालयका तीन अनुसन्धानकर्ता Krste Asanović, Yunsup Lee, र Andrew Waterman द्वारा 2015 मा स्थापना गरिएको एक अर्धचालक कम्पनी हो।
तिनीहरूले RISC-V ISA लागू गर्ने पहिलो चिपहरू बनाउन सक्षम थिए। तब देखि, तिनीहरूले RISC-V चिप्स मार्फत आफ्ना यन्त्रहरू सुधार गर्न १०० भन्दा बढी कम्पनीहरूसँग साझेदारी गर्न सक्षम भएका छन्।
तिनीहरूको SiFive कोरहरू संसारमा सबैभन्दा धेरै सिलिकन-तैयजित RISC-V समाधानहरू हुन्।
SiHive ले बीबीसी डाक्टर हू-आधारित RISC-V कोडिङ किट पनि प्रदान गर्दछ, जसको उद्देश्य बच्चाहरूलाई प्रोग्रामिङ र IoT प्रविधिको बारेमा सिकाउने हो।
यो उत्पादनले RISC-V आर्किटेक्चरमा चाँडै उपभोक्ता उपकरण बजारमा पुग्ने प्रतिज्ञा देखाउँछ।
क्लाउड कम्प्युटिङ
RISC-V आर्किटेक्चर क्लाउडलाई पावर गर्न पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। कतिपय कम्पनीले लक्ष्य लिएका छन् डाटा केन्द्र कार्यभार RISC-V को अर्को सम्भावित आवेदनको रूपमा।
उच्च कार्यसम्पादन कम्प्युटिङ (HPC) नेटवर्कहरूले पहिले नै RISC-V लाई ट्रान्जिटमा डाटा प्रशोधन गर्न प्रयोग गर्दैछन्।
सर्भरहरूले इम्बेडेड उत्पादनहरू भन्दा उत्पादन गर्न लामो समय लिने भएकोले, हामीले RISC-V मा चलिरहेको सम्पूर्ण सर्भरहरू नदेखेसम्म यसले केही समय लिन्छ।
निष्कर्ष
हामीले इन्टरनेटसँग अन्तरक्रिया गर्ने तरिका खुला मापदण्डको ठोस आधारमा बनाइएको छ। हामीले प्रयोग गर्ने यन्त्रहरूले USB डिजाइन वा यन्त्रहरू एकअर्कासँग कसरी जडान गर्ने जस्ता खुला मापदण्डहरू पनि पालना गर्न सक्छन् मार्फत Wi-Fi र ब्लुटुथ।
यी खुला मापदण्डहरूले हाम्रा सबै यन्त्रहरू र अनुप्रयोगहरूलाई थप कार्यात्मक र अन्तरक्रियात्मक बन्न अनुमति दिन्छ।
RISC-V जस्ता खुला मापदण्डहरूले हामीले हाम्रा यन्त्रहरू डिजाइन गर्ने तरिकालाई असर गर्नेछ।
यसले कसैलाई पनि स्वामित्व आईपी द्वारा सीमित नगरी आफूले चाहेको कुरा सिर्जना गर्न सशक्त बनाउँदछ। RISC-V एक सक्रिय विकास समुदाय द्वारा राखिएको छ जुन प्रकृतिमा पारदर्शी र सहयोगी छ।
हामीले हाम्रा यन्त्रहरूमा प्रयोग गर्ने हार्डवेयरको भविष्य अब बन्द ढोका पछाडि निर्णय गरिँदैन, तर सबैले भाग लिनको लागि खुला रूपमा निर्णय लिइन्छ।
यो लेख साझा गर्नुहोस् यदि तपाईंलाई यो अन्तर्दृष्टि लाग्छ भने। हाम्रो सदस्यता लिएर AI, ML, र भविष्यको प्रविधिमा नवीनतम समाचारहरू नछुटाउनुहोस् साप्ताहिक न्यूजलेटर!
जवाफ छाड्नुस्