Постоји ли слобода у избору хардвера? Сазнајте како РИСЦ-В утире пут за нови хардверски покрет отвореног кода.
Многи од главних играча у послу са полупроводницима држе своје дизајне у власништву и произвођачи уређаја морају да плате накнаде за лиценцирање да би их користили.
Трговинске тензије између САД, Кине и Тајвана представљају изазов у ланцу снабдевања полупроводницима. Мањи произвођачи уређаја такође се боре да приуште ове накнаде и баријера за улазак је много већа.
На исти начин на који су оперативни системи отвореног кода, као што је Линук, оснажили програмере, нови отворени стандард може уздрмати начин на који дизајнирамо и правимо уређаје који данас управљају светом.
У овом водичу ћемо погледати историју РИСЦ архитектуре, одмерити предности и недостатке технологије и заронити у неколико апликација РИСЦ-В које можете пронаћи данас.
Али прво, да бисмо разумели зашто је РИСЦ-В тако узбудљив, морамо да разумемо како рачунари раде.
Шта је сет инструкција?
Скуп инструкција се односи на скуп операција које је рачунар дизајниран да изврши на нивоу машине.
Замислите их као најосновније команде као што су додавање, множење, учитавање и складиштење података. Архитектура скупа инструкција је најважнији интерфејс у рачунару јер дели хардверски и софтверски аспект.
Скуп инструкција ЦПУ-а нам говори шта ЦПУ може да уради пошто је ограничен дизајном његовог хардвера.
Ако затражите од ЦПУ-а да сабере два бита, он ће тачно знати шта да ради пошто постоји команда која је уграђена у хардвер за прилагођавање ове инструкције.
Сложене операције попут учитавања ИоуТубе видеа, пуштања а видео игре, или слање твита укључује позивање милиона ових основних команди које се налазе у скупу инструкција ЦПУ-а.
Уобичајене архитектуре скупа инструкција (ИСА) укључују АРМ и Интелов к86, од којих је прва најраспрострањенија ИСА на свету.
Ови ИСА су први пут развијени пре неколико деценија под власничком лиценцом. У тим ранијим годинама, већина хардвера и софтвера је била власничка.
Шта је РИСЦ?
Током 1970-их, компјутерски инжењери су се фокусирали на повећање сложености рачунарске архитектуре.
Технологија полупроводника је брзо напредовала и била је способна да изврши велики број инструкција. Ово је довело до типа рачунара познатог као ЦИСЦ, или рачунари са сложеним скупом инструкција.
Испоставило се да се већина инструкција ретко користи у пракси, као на пример у компјутерским језицима високог нивоа као што су Ц. Давид Паттерсон и Царло Секуин са Универзитета Калифорније у Берклију сматрали су да се боље перформансе могу постићи при много нижим кошта поједностављивањем процесора.
Смањењем количине сложености, они могу да искористе преостали простор за меморију. Ова хипотеза је названа РИСЦ, или компјутер са смањеним скупом инструкција.
РИСЦ-И пројекат је започео као истраживачки пројекат који је имао за циљ да докаже да је РИСЦ рачунар изводљив. Студенти на Берклију су могли да направе дизајн који је функционисао са само 31 упутством.
Контролни и инструкцијски део чипа заузимао је само 6% силиконске матрице, док би други чипови користили половину за исту сврху. Додати су регистри како би се попунио ослобођени простор. Ови регистри су омогућили чипу да задржи више радне меморије.
РИСЦ архитектура је наишла на комерцијални успех 1980-их. Међутим, многи чипови су убрзо пали у немилост. Тренутно су АРМ-базирани процесори најчешћи РИСЦ процесори, због преваленције модерних паметних телефона који скоро искључиво користе АРМ чипове.
Шта је РИСЦ-В?
РИСЦ-В се односи на одређени скуп инструкција отвореног кода који има за циљ да прати РИСЦ принципе. За разлику од већине других ИСА дизајна, РИСЦ-В ИСА не захтева никакве накнаде за коришћење.
Архитектура РИСЦ-В првобитно је започела као истраживачки пројекат Крсте Асановића на УЦ Беркелеи, али је касније позвала сараднике из целог света.
ЦПУ заснован на РИСЦ-у има поједностављени скуп инструкција којима је потребан само један циклус такта да се заврши. Они тргују сложеношћу са бржим перформансама кроз употребу архитектуре учитавања.
То значи да инструкције адресирају само регистре, којима се приступа много брже од главне меморије.
РИСЦ-В такође подржава ефикасну структуру цевовода, која омогућава паралелно извршавање више инструкција.
Пошто је РИСЦ-В отворени стандард, свако може да користи скуп инструкција за сопствене производе, што може довести до револуције у хардверском простору отвореног кода.
Кључне карактеристике
- Једноставан сет инструкција - Недостатак сложене листе инструкција омогућава брже извршавање инструкција и олакшава довођење више инструкција.
- Модуларност – РИСЦ-В има малу стандардну базу ИСА и долази са разним стандардним проширењима. Ово омогућава корисницима да изаберу само делове који су им потребни када праве сопствене РИСЦ-В чипове.
- Расширљивост – Одређене функције се могу додати главном ИСА путем екстензија. Ово омогућава корисницима да креирају сопствена прилагођена упутства када је то потребно.
- ИП отвореног кода – РИСЦ-В је отворени стандард, што значи да свако ко жели да користи ове дизајне може то учинити без бриге о накнадама за лиценцирање.
- Архитектура учитавања – Меморија има приоритет над сложеношћу користећи регистре.
Прозодија
- РИСЦ-В је отворени стандард, што значи да свако може да направи сопствене чипове.
- Слојевити и прошириви дизајн омогућава иновације. Свако може да примени скуп инструкција и може да креира прилагођена проширења за прилагођене процесоре.
- РИСЦ-В је проширив. Увек можете додати нове функције у скуп инструкција.
- Пошто је РИСЦ-В отвореног кода, свако може да учествује у тражењу грешака.
- РИСЦ-В омогућава убрзани развојни циклус. Нема потребе да се носите са таксама за лиценцирање.
Против
- Децентрализована природа отежава издавање закрпа и ажурирања.
- Постоји могућност фрагментације тржишта. Пошто свако може да дизајнира сопствене РИСЦ-В чипове, биће изазов осигурати да тржиште РИСЦ-В можда неће имати исти доследан квалитет, безбедност или интероперабилност.
- Не постоји гаранција за усвајање. Улагање у РИСЦ-В технологију може имати негативан ефекат ако наставе да добијају само мали проценат тржишног удела.
- Тренутно, РИСЦ-В и даље има ограничену хардверску подршку.
- Други проблем је са густином кода. С обзиром на одређени програм, преведени РИСЦ скуп инструкција обично захтева више бајтова него када се компајлира у ЦИСЦ. То је зато што може захтевати неколико РИСЦ инструкција да би се извршила једна ЦИСЦ команда.
Тренутне примене РИСЦ-В
РИСЦ-В је идеалан за уграђене апликације. Ово су случајеви употребе који захтевају софтвер који је трајно смештен унутар уређаја да би извршио одређени скуп инструкција.
Размислите о уређајима у екосистему Интернета ствари или у аутомобилским апликацијама и компјутерским контролерима.
Ево неколико апликација за РИСЦ-В архитектуру које можете пронаћи данас.
Алибаба
Вероватно је да је тензија између Сједињених Држава и Кине око ИП-а дала разлог кинеским технолошким компанијама да пређу на опен соурце.
У октобру 2021. Алибаба Цлоуд Интеллигенце најавила да ће за своју архитектуру користити РИСЦ-В процесоре отвореног кода.
Ово ће постати први фулл-стацк на свету Опен Соурце серијски процесори.
„РИСЦ-В је у овом тренутку веома атрактиван јер као алтернатива затвореним и скупим ИСА, отворени и бесплатни ИСА РИСЦ-В убрзава иновације процесора кроз сарадњу отвореног стандарда“, рекао је Иу Пу, вођа производа за Т-Хеад , компанија за производњу полупроводника и подружница Алибабе у потпуном власништву.
СиФиве
СиФиве је компанија за производњу полупроводника коју су 2015. године основали Крсте Асановић, Јунсуп Ли и Ендру Вотерман, тројица истраживача са Калифорнијског универзитета Беркли.
Били су у стању да направе прве чипове који су имплементирали РИСЦ-В ИСА. Од тада су били у могућности да се удруже са преко 100 компанија како би побољшали своје уређаје помоћу РИСЦ-В чипова.
Њихова СиФиве језгра су РИСЦ‑В решења која се највише користе у силиконима на свету.
СиХиве чак нуди и РИСЦ-В комплет за кодирање заснован на ББЦ Доцтор Вхо-у, који је намењен подучавању деце о програмирању и ИоТ технологији.
Овај производ обећава у РИСЦ-В архитектури и ускоро стиже на тржиште потрошачких уређаја.
Цлоуд Цомпутинг
РИСЦ-В архитектура се такође може користити за напајање облака. Неке компаније већ циљају оптерећења дата центра као следећа могућа примена РИСЦ-В.
Рачунарске мреже високих перформанси (ХПЦ) већ користе РИСЦ-В за обраду података у транзиту.
Пошто је серверима потребно више времена за производњу него уграђеним производима, биће потребно неко време док не видимо да цео сервери раде на РИСЦ-В.
Zakljucak
Начин на који комуницирамо са интернетом изграђен је на чврстим основама отворених стандарда. Уређаји које користимо такође могу да прате отворене стандарде као што је УСБ дизајн или начин на који се уређаји међусобно повезују кроз Ви-Фи и Блуетоотх.
Ови отворени стандарди омогућавају свим нашим уређајима и апликацијама да постану функционалнији и интероперабилнији.
Отворени стандарди као што је РИСЦ-В ће утицати на начин на који дизајнирамо наше уређаје.
То ће свакоме омогућити да креира оно што жели, а да не мора бити ограничен власничким ИП-ом. РИСЦ-В одржава активна развојна заједница која је по природи транспарентна и сарадничка.
Будућност хардвера који користимо у нашим уређајима сада се више не одлучује иза затворених врата, већ се одлучује на отвореном, у коме сви могу да учествују.
Поделите овај чланак ако сматрате да је проницљив. Не пропустите најновије вести о АИ, МЛ и технологији будућности тако што ћете се претплатити на наш недељни билтен!
Ostavite komentar