A ka liri në zgjedhjen e harduerit tuaj? Zbuloni se si RISC-V po i hap rrugën një lëvizjeje të re harduerike me burim të hapur.
Shumë nga lojtarët kryesorë në biznesin e gjysmëpërçuesve i mbajnë dizajnet e tyre të pronarit dhe prodhuesit e pajisjeve duhet të paguajnë tarifa licencimi për t'i përdorur ato.
Tensionet tregtare midis SHBA-së, Kinës dhe Tajvanit përbëjnë një sfidë në zinxhirin e furnizimit të gjysmëpërçuesve. Prodhuesit më të vegjël të pajisjeve po përpiqen gjithashtu të përballojnë këto tarifa dhe pengesa për hyrje është shumë më e lartë.
Në të njëjtën mënyrë që sistemet operative me burim të hapur, si Linux, kanë fuqizuar zhvilluesit, një standard i ri i hapur mund të lëkundë mënyrën se si ne i projektojmë dhe bëjmë pajisjet që drejtojnë botën sot.
Në këtë udhëzues, ne do të shqyrtojmë historinë e arkitekturës RISC, do të peshojmë të mirat dhe të këqijat e teknologjisë dhe do të zhytemi në disa aplikacione të RISC-V që mund t'i gjeni sot.
Por së pari, për të kuptuar pse RISC-V është kaq emocionues, duhet të kuptojmë se si funksionojnë kompjuterët.
Çfarë është një grup instruksionesh?
Kompleti i udhëzimeve i referohet grupit të operacioneve që një kompjuter është krijuar për të kryer në nivelin e makinës.
Mendoni për këto si komandat më themelore si shtimi, shumëzimi, ngarkimi dhe ruajtja e të dhënave. Arkitektura e grupit të instruksioneve është ndërfaqja më e rëndësishme në një kompjuter sepse ndan aspektet e harduerit dhe softuerit.
Kompleti i udhëzimeve të një CPU na tregon se çfarë mund të bëjë CPU, siç kufizohet nga dizajni i harduerit të tij.
Nëse i kërkoni një CPU të shtojë dy bit së bashku, ai do të dijë saktësisht se çfarë të bëjë pasi ka një komandë të integruar në harduer për të akomoduar këtë udhëzim.
Operacione komplekse si ngarkimi i një videoje në YouTube, luajtja e një lojë video, ose dërgimi i një tweet-i përfshin thirrjen e miliona prej këtyre komandave bazë që gjenden brenda grupit të udhëzimeve të CPU-së.
Arkitekturat e zakonshme të grupeve të instruksioneve (ISA) përfshijnë ARM dhe x86 të Intel, i pari prej të cilëve është ISA më i përdorur në botë.
Këto ISA u zhvilluan për herë të parë dekada më parë nën një licencë të pronarit. Në ato vite të mëparshme, shumica e pajisjeve dhe softuerëve ishin të pronarit.
Çfarë është RISC?
Gjatë viteve 1970, inxhinierët kompjuterikë prireshin të fokusoheshin në rritjen e kompleksitetit të arkitekturave kompjuterike.
Teknologjia gjysmëpërçuese po përparonte me shpejtësi dhe ishte në gjendje të kryente një numër të madh instruksionesh. Kjo çoi në një lloj kompjuteri të njohur si CISC, ose kompjuterë kompleks instruksionesh.
Rezulton se shumë nga udhëzimet përdoren rrallë në praktikë, si për shembull në gjuhët kompjuterike të nivelit të lartë si C. David Patterson dhe Carlo Sequin nga Universiteti i Kalifornisë në Berkeley, menduan se një performancë më e mirë mund të arrihet në një nivel shumë më të ulët. kosto duke thjeshtuar procesorin.
Duke reduktuar sasinë e kompleksitetit, ata mund të përdorin hapësirën e mbetur për memorie. Kjo hipotezë u quajt RISC, ose kompjuter i reduktuar i instruksioneve.
Projekti RISC-I filloi si një projekt kërkimor që synonte të provonte se një kompjuter RISC ishte i realizueshëm. Studentët në Berkeley mund të krijonin një dizajn që funksiononte me vetëm 31 udhëzime.
Seksioni i kontrollit dhe udhëzimit të çipit zinte vetëm 6% të materialit të silikonit, ndërsa çipat e tjerë do të përdornin gjysmën për të njëjtin qëllim. U shtuan regjistra për të plotësuar hapësirën e liruar. Këta regjistra lejuan çipin të mbante më shumë memorie pune.
Arkitektura RISC gjeti sukses tregtar në vitet 1980. Megjithatë, shumë patate të skuqura shpejt ranë në favor. Aktualisht, procesorët e bazuar në ARM janë procesori RISC më i zakonshëm, për shkak të përhapjes së telefonave inteligjentë modernë që përdorin pothuajse ekskluzivisht çipat ARM.
Çfarë është RISC-V?
RISC-V i referohet një grupi të veçantë instruksionesh me burim të hapur që synon të ndjekë parimet RISC. Ndryshe nga shumica e modeleve të tjera ISA, RISC-V ISA nuk kërkon ndonjë tarifë për t'u përdorur.
Arkitektura RISC-V fillimisht filloi si një projekt kërkimor i Krste Asanović në UC Berkeley, por më vonë ftoi kontribues nga e gjithë bota.
Një CPU e bazuar në RISC ka një grup të thjeshtuar instruksionesh që kërkon vetëm një cikël orësh për t'u përfunduar. Ata e tregtojnë kompleksitetin me performancë më të shpejtë nëpërmjet përdorimit të një arkitekture të ruajtjes së ngarkesës.
Kjo do të thotë që udhëzimet adresojnë vetëm regjistrat, të cilët aksesohen shumë më shpejt sesa memoria kryesore.
RISC-V gjithashtu mbështet një strukturë efikase tubacioni, e cila lejon ekzekutimin e disa instruksioneve paralelisht.
Për shkak se RISC-V është një standard i hapur, çdokush mund të përdorë grupin e udhëzimeve për produktet e tij, gjë që mund të çojë në një revolucion në hapësirën e harduerit me burim të hapur.
Key Features
- Komplet i thjeshtë udhëzues - Mungesa e një liste komplekse instruksionesh lejon që instruksionet të ekzekutohen më shpejt dhe e bën më të lehtë përcjelljen e udhëzimeve të shumta.
- modulariteti – RISC-V ka një bazë të vogël standarde ISA dhe vjen me shtesa të ndryshme standarde. Kjo i lejon përdoruesit të zgjedhin vetëm pjesët që u nevojiten kur ndërtojnë çipat e tyre RISC-V.
- zgjateshmëri – Funksionet specifike mund t'i shtohen ISA-së kryesore përmes shtesave. Kjo u mundëson përdoruesve të krijojnë udhëzimet e tyre të personalizuara kur nevojitet.
- IP me burim të hapur - RISC-V është një standard i hapur, që do të thotë se kushdo që dëshiron të përdorë këto dizajne mund ta bëjë këtë pa pasur nevojë të shqetësohet për tarifat e licencimit.
- Arkitektura e ruajtjes së ngarkesës – Kujtesa ka përparësi ndaj kompleksitetit duke përdorur regjistra.
rekuizitë
- RISC-V është një standard i hapur, që do të thotë se çdokush mund të ndërtojë çipat e tij.
- Dizajni i shtresuar dhe i shtrirë mundëson inovacion. Çdokush mund të zbatojë grupin e udhëzimeve dhe mund të krijojë shtesa të personalizuara për procesorë me porosi.
- RISC-V është i zgjerueshëm. Gjithmonë mund të shtoni veçori të reja në grupin e udhëzimeve.
- Meqenëse RISC-V është me burim të hapur, çdokush mund të marrë pjesë në kërkimin e gabimeve.
- RISC-V bën të mundur një cikël zhvillimi të përshpejtuar. Nuk ka nevojë të merreni me tarifat e licencimit.
Cons
- Natyra e decentralizuar e bën të vështirë lëshimin e arnimeve dhe përditësimeve.
- Ekziston mundësia e fragmentimit të tregut. Meqenëse çdokush mund të dizenjojë çipat e tij RISC-V, do të jetë një sfidë për t'u siguruar që tregu RISC-V mund të mos ketë të njëjtën cilësi, siguri ose ndërveprim të qëndrueshëm.
- Nuk ka asnjë garanci për adoptim. Investimi në teknologjinë RISC-V mund të dështojë nëse ata vazhdojnë të marrin vetëm një përqindje të vogël të pjesës së tregut.
- Për momentin, RISC-V ka ende mbështetje të kufizuar harduerike.
- Një çështje tjetër është me densitetin e kodit. Duke pasur parasysh një program të caktuar, një grup instruksionesh RISC i përpiluar zakonisht kërkon më shumë bajt sesa kur përpilohet në CISC. Kjo është për shkak se mund të kërkojë disa udhëzime RISC për të kryer një komandë të vetme CISC.
Aplikimet aktuale të RISC-V
RISC-V është ideal për aplikacione të integruara. Këto janë raste përdorimi që kërkojnë softuer të vendosur përgjithmonë brenda një pajisjeje për të kryer një grup të caktuar udhëzimesh.
Mendoni për pajisjet në një ekosistem të Internetit të Gjërave ose në aplikacionet e automobilave dhe kontrollorët kompjuterikë.
Këtu janë disa aplikacione për arkitekturën RISC-V që mund t'i gjeni sot.
Alibaba
Ka të ngjarë që tensioni midis Shteteve të Bashkuara dhe Kinës mbi IP-në të ketë dhënë një arsye për kompanitë kineze të teknologjisë për të kaluar në burim të hapur.
Në tetor 2021, Alibaba Cloud Intelligence njoftoi se ata do të përdorin procesorë me burim të hapur RISC-V për arkitekturën e tyre.
Këto do të bëhen grupi i parë i plotë në botë burim të hapur procesorë seri.
"RISC-V është shumë tërheqës në këtë moment në kohë, sepse si një alternativë ndaj ISA-ve të mbyllura dhe të kushtueshme, ISA RISC-V e hapur dhe e lirë përshpejton inovacionin e procesorit përmes bashkëpunimit me standarde të hapura," tha Yu Pu, udhëheqës i produktit për T-Head. , një kompani gjysmëpërçuese dhe një degë tërësisht në pronësi të Alibaba.
SiFive
SiFive është një kompani gjysmëpërçuese e themeluar në vitin 2015 nga Krste Asanović, Yunsup Lee dhe Andrew Waterman, tre studiues nga Universiteti i Kalifornisë Berkeley.
Ata ishin në gjendje të bënin çipat e parë që zbatuan RISC-V ISA. Që atëherë, ata kanë qenë në gjendje të bashkëpunojnë me mbi 100 kompani për të përmirësuar pajisjet e tyre me çipat RISC-V.
Bërthamat e tyre SiFive janë zgjidhjet RISC‑V më të përdorura nga silikoni në botë.
SiHive madje ofron një çantë kodimi RISC-V të bazuar në BBC Doctor Who, që synon t'u mësojë fëmijëve programimin dhe teknologjinë IoT.
Ky produkt tregon premtime në arkitekturën RISC-V duke arritur së shpejti në tregun e pajisjeve të konsumit.
Cloud Computing
Arkitektura RISC-V mund të përdoret gjithashtu për të fuqizuar renë. Disa kompani tashmë po synojnë ngarkesat e punës së qendrës së të dhënave si aplikimi tjetër i mundshëm i RISC-V.
Rrjetet kompjuterike me performancë të lartë (HPC) po përdorin tashmë RISC-V për të përpunuar të dhënat në tranzit.
Meqenëse serverët kërkojnë më shumë kohë për t'u prodhuar sesa produktet e integruara, do të duhet pak kohë derisa të shohim serverë të tërë që funksionojnë në RISC-V.
Përfundim
Mënyra se si ne ndërveprojmë me internetin është ndërtuar mbi një bazë solide të standardeve të hapura. Pajisjet që përdorim mund të ndjekin gjithashtu standarde të hapura, si p.sh. dizajni USB ose mënyra se si pajisjet lidhen me njëra-tjetrën përmes Wi-Fi dhe Bluetooth.
Këto standarde të hapura lejojnë që të gjitha pajisjet dhe aplikacionet tona të bëhen më funksionale dhe të ndërveprueshme.
Standardet e hapura si RISC-V do të ndikojnë në mënyrën se si ne i dizajnojmë pajisjet tona.
Ai do të fuqizojë këdo që të krijojë atë që dëshiron pa pasur nevojë të kufizohet nga IP e pronarit. RISC-V mbahet nga një komunitet aktiv zhvillimi që është transparent dhe bashkëpunues në natyrë.
E ardhmja e harduerit që përdorim në pajisjet tona tani nuk vendoset më pas dyerve të mbyllura, por vendoset hapur, ku të gjithë mund të marrin pjesë.
Ndani këtë artikull nëse e shihni të thellë. Mos humbisni lajmet më të fundit në AI, ML dhe teknologjinë e ardhshme duke u abonuar në faqen tonë gazetën javore!
Lini një Përgjigju