మీ హార్డ్వేర్ను ఎంచుకోవడంలో స్వేచ్ఛ ఉందా? RISC-V కొత్త ఓపెన్ సోర్స్ హార్డ్వేర్ కదలికకు ఎలా మార్గం సుగమం చేస్తుందో తెలుసుకోండి.
సెమీకండక్టర్ వ్యాపారంలో చాలా మంది ప్రధాన ఆటగాళ్లు తమ డిజైన్లను యాజమాన్యంగా ఉంచుకుంటారు మరియు పరికర తయారీదారులు వాటిని ఉపయోగించడానికి లైసెన్సింగ్ ఫీజులను చెల్లించాలి.
US, చైనా మరియు తైవాన్ మధ్య వాణిజ్య ఉద్రిక్తతలు సెమీకండక్టర్ సరఫరా గొలుసులో సవాలును అందిస్తాయి. చిన్న పరికరాల తయారీదారులు కూడా ఈ రుసుములను భరించేందుకు కష్టపడుతున్నారు మరియు ప్రవేశానికి అడ్డంకి చాలా ఎక్కువగా ఉంది.
అదే విధంగా Linux వంటి ఓపెన్-సోర్స్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్లు డెవలపర్లను శక్తివంతం చేశాయి, కొత్త ఓపెన్ స్టాండర్డ్ మనం డిజైన్ చేసే విధానాన్ని మరియు ఈరోజు ప్రపంచాన్ని నడిపించే పరికరాలను తయారు చేసే విధానాన్ని కదిలించవచ్చు.
ఈ గైడ్లో, మేము RISC ఆర్కిటెక్చర్ చరిత్రను పరిశీలిస్తాము, సాంకేతికత యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలను పరిశీలిద్దాం మరియు ఈ రోజు మీరు కనుగొనగలిగే RISC-V యొక్క కొన్ని అనువర్తనాల్లోకి ప్రవేశిస్తాము.
అయితే ముందుగా, RISC-V ఎందుకు చాలా ఉత్తేజకరమైనదో అర్థం చేసుకోవడానికి, కంప్యూటర్లు ఎలా పనిచేస్తాయో మనం అర్థం చేసుకోవాలి.
ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ అంటే ఏమిటి?
ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ అనేది మెషీన్ స్థాయిలో నిర్వహించడానికి కంప్యూటర్ రూపొందించబడిన ఆపరేషన్ల సమితిని సూచిస్తుంది.
వీటిని జోడించడం, గుణించడం, లోడ్ చేయడం మరియు డేటాను నిల్వ చేయడం వంటి అత్యంత ప్రాథమిక ఆదేశాలుగా భావించండి. ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ ఆర్కిటెక్చర్ అనేది కంప్యూటర్లో అత్యంత ముఖ్యమైన ఇంటర్ఫేస్ ఎందుకంటే ఇది హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్వేర్ అంశాలను విభజిస్తుంది.
CPU యొక్క ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ దాని హార్డ్వేర్ రూపకల్పన ద్వారా పరిమితమైన CPU ఏమి చేయగలదో మాకు తెలియజేస్తుంది.
మీరు రెండు బిట్లను జోడించమని CPUని అడిగితే, ఈ సూచనలకు అనుగుణంగా హార్డ్వేర్లో అంతర్నిర్మిత కమాండ్ ఉన్నందున ఏమి చేయాలో అది ఖచ్చితంగా తెలుసుకుంటుంది.
యూట్యూబ్ వీడియోను లోడ్ చేయడం, ప్లే చేయడం వంటి సంక్లిష్ట కార్యకలాపాలు వీడియో గేమ్, లేదా ట్వీట్ను పంపడం అనేది CPU సూచనల సెట్లో కనుగొనబడిన ఈ ప్రాథమిక ఆదేశాలను మిలియన్ల కొద్దీ కాల్ చేయడం.
కామన్ ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ ఆర్కిటెక్చర్లలో (ISAలు) ARM మరియు ఇంటెల్ యొక్క x86 ఉన్నాయి, వీటిలో మొదటిది ప్రపంచంలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే ISA.
ఈ ISAలు మొదట దశాబ్దాల క్రితం యాజమాన్య లైసెన్స్తో అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. ఆ మునుపటి సంవత్సరాల్లో, చాలా హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్వేర్ యాజమాన్యం.
RISC అంటే ఏమిటి?
1970ల సమయంలో, కంప్యూటర్ ఇంజనీర్లు కంప్యూటర్ నిర్మాణాల సంక్లిష్టతను పెంచడంపై దృష్టి సారించారు.
సెమీకండక్టర్ సాంకేతికత వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది మరియు పెద్ద సంఖ్యలో సూచనలను అమలు చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది CISCలు లేదా కాంప్లెక్స్ ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ కంప్యూటర్లుగా పిలువబడే ఒక రకమైన కంప్యూటర్కు దారితీసింది.
బర్కిలీలోని యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియాకు చెందిన C. డేవిడ్ ప్యాటర్సన్ మరియు కార్లో సీక్విన్ వంటి ఉన్నత-స్థాయి కంప్యూటర్ భాషలలో చాలా తక్కువ స్థాయిలో మెరుగైన పనితీరును సాధించవచ్చని భావించిన చాలా సూచనలు ఆచరణలో చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ప్రాసెసర్ను సరళీకృతం చేయడం ద్వారా ఖర్చు అవుతుంది.
సంక్లిష్టత మొత్తాన్ని తగ్గించడం ద్వారా, వారు మెమరీ కోసం మిగిలిన స్థలాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఈ పరికల్పనను RISC లేదా తగ్గించబడిన సూచనల సెట్ కంప్యూటర్ అని పిలుస్తారు.
RISC-I ప్రాజెక్ట్ ఒక RISC కంప్యూటర్ సాధ్యమేనని నిరూపించే లక్ష్యంతో పరిశోధన ప్రాజెక్ట్గా ప్రారంభించబడింది. బర్కిలీలోని విద్యార్థులు కేవలం 31 సూచనలతో పని చేసే డిజైన్ను రూపొందించగలరు.
చిప్ యొక్క నియంత్రణ మరియు సూచనల విభాగం సిలికాన్ డైలో 6% మాత్రమే ఆక్రమించింది, అయితే ఇతర చిప్లు అదే ప్రయోజనం కోసం సగం ఉపయోగిస్తాయి. ఖాళీ చేయబడిన స్థలాన్ని పూరించడానికి రిజిస్టర్లు జోడించబడ్డాయి. ఈ రిజిస్టర్లు చిప్ను మరింత పని చేసే మెమరీని కలిగి ఉండేలా అనుమతించాయి.
RISC ఆర్కిటెక్చర్ 1980లలో వాణిజ్యపరంగా విజయాన్ని సాధించింది. అయినప్పటికీ, చాలా చిప్లు త్వరలో అనుకూలంగా పడిపోయాయి. ప్రస్తుతం, ARM-ఆధారిత ప్రాసెసర్లు అత్యంత సాధారణ RISC ప్రాసెసర్, ఆధునిక స్మార్ట్ఫోన్ల ప్రాబల్యం కారణంగా దాదాపు ప్రత్యేకంగా ARM చిప్లను ఉపయోగిస్తున్నారు.
RISC-V అంటే ఏమిటి?
RISC-V అనేది RISC సూత్రాలను అనుసరించడానికి ఉద్దేశించిన నిర్దిష్ట ఓపెన్ సోర్స్డ్ ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ను సూచిస్తుంది. చాలా ఇతర ISA డిజైన్ల వలె కాకుండా, RISC-V ISAని ఉపయోగించడానికి ఎటువంటి రుసుము అవసరం లేదు.
RISC-V ఆర్కిటెక్చర్ వాస్తవానికి UC బర్కిలీలో Krste Asanović యొక్క పరిశోధన ప్రాజెక్ట్గా ప్రారంభించబడింది, కానీ తరువాత ప్రపంచం నలుమూలల నుండి సహకారులను ఆహ్వానించింది.
RISC-ఆధారిత CPU సరళీకృత సూచనల సమితిని కలిగి ఉంటుంది, ఇది పూర్తి చేయడానికి ఒక గడియార చక్రం మాత్రమే పడుతుంది. వారు లోడ్-స్టోర్ ఆర్కిటెక్చర్ని ఉపయోగించడం ద్వారా వేగవంతమైన పనితీరుతో సంక్లిష్టతను వర్తకం చేస్తారు.
దీనర్థం సూచనల చిరునామా రిజిస్టర్లు మాత్రమే, ఇవి మెయిన్ మెమరీ కంటే చాలా వేగంగా యాక్సెస్ చేయగలవు.
RISC-V సమర్థవంతమైన పైప్లైనింగ్ నిర్మాణానికి కూడా మద్దతు ఇస్తుంది, ఇది బహుళ సూచనలను సమాంతరంగా అమలు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
RISC-V ఒక ఓపెన్ స్టాండర్డ్ అయినందున, ఎవరైనా తమ స్వంత ఉత్పత్తుల కోసం సూచనల సెట్ను ఉపయోగించవచ్చు, ఇది ఓపెన్ సోర్స్ హార్డ్వేర్ స్థలంలో విప్లవానికి దారితీయవచ్చు.
కీ ఫీచర్లు
- సాధారణ సూచనల సెట్ - సూచనల సంక్లిష్ట జాబితా లేకపోవడం సూచనలను వేగంగా అమలు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు బహుళ సూచనలను పైప్లైన్ చేయడం సులభం చేస్తుంది.
- విధం – RISC-V ఒక చిన్న ప్రామాణిక బేస్ ISAని కలిగి ఉంది మరియు వివిధ ప్రామాణిక పొడిగింపులతో వస్తుంది. ఇది వినియోగదారులు వారి స్వంత RISC-V చిప్లను నిర్మించేటప్పుడు వారికి అవసరమైన భాగాలను మాత్రమే ఎంచుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది.
- విస్తరణ – పొడిగింపుల ద్వారా ప్రధాన ISAకి నిర్దిష్ట విధులు జోడించబడతాయి. ఇది వినియోగదారులకు అవసరమైనప్పుడు వారి స్వంత అనుకూల సూచనలను సృష్టించడానికి అనుమతిస్తుంది.
- ఓపెన్ సోర్స్ IP - RISC-V అనేది ఒక ఓపెన్ స్టాండర్డ్, అంటే ఈ డిజైన్లను ఉపయోగించాలనుకునే ఎవరైనా లైసెన్సింగ్ ఫీజు గురించి ఆందోళన చెందాల్సిన అవసరం లేకుండా చేయవచ్చు.
- లోడ్-స్టోర్ ఆర్కిటెక్చర్ - రిజిస్టర్లను ఉపయోగించి సంక్లిష్టత కంటే మెమరీకి ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది.
ప్రోస్
- RISC-V అనేది ఓపెన్ స్టాండర్డ్, అంటే ఎవరైనా తమ స్వంత చిప్లను నిర్మించుకోవచ్చు.
- లేయర్డ్ మరియు ఎక్స్టెన్సిబుల్ డిజైన్ ఆవిష్కరణను అనుమతిస్తుంది. ఎవరైనా సూచనల సెట్ని అమలు చేయవచ్చు మరియు అనుకూల ప్రాసెసర్ల కోసం అనుకూల పొడిగింపులను సృష్టించవచ్చు.
- RISC-V విస్తరించదగినది. మీరు ఎల్లప్పుడూ సూచనల సెట్కి కొత్త ఫీచర్లను జోడించవచ్చు.
- RISC-V ఓపెన్ సోర్స్ కాబట్టి, బగ్ల కోసం వెతకడంలో ఎవరైనా పాల్గొనవచ్చు.
- RISC-V వేగవంతమైన అభివృద్ధి చక్రాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది. లైసెన్సింగ్ ఫీజులను నిర్వహించాల్సిన అవసరం లేదు.
కాన్స్
- వికేంద్రీకృత స్వభావం పాచెస్ మరియు అప్డేట్లను విడుదల చేయడం కష్టతరం చేస్తుంది.
- మార్కెట్ ఛిన్నాభిన్నం అయ్యే అవకాశం ఉంది. ఎవరైనా తమ స్వంత RISC-V చిప్లను రూపొందించుకోవచ్చు కాబట్టి, RISC-V మార్కెట్లో ఒకే విధమైన స్థిరమైన నాణ్యత, భద్రత లేదా ఇంటర్ఆపరేబిలిటీ ఉండకపోవచ్చని నిర్ధారించుకోవడం ఒక సవాలుగా ఉంటుంది.
- దత్తత తీసుకోవడానికి ఎటువంటి హామీ లేదు. RISC-V టెక్నాలజీలో పెట్టుబడి పెట్టడం వలన వారు మార్కెట్ వాటాలో కొద్ది శాతం మాత్రమే పొందడం కొనసాగిస్తే ఎదురుదెబ్బ తగలవచ్చు.
- ప్రస్తుతానికి, RISC-V ఇప్పటికీ పరిమిత హార్డ్వేర్ మద్దతును కలిగి ఉంది.
- మరొక సమస్య కోడ్ సాంద్రతతో ఉంది. ఒక నిర్దిష్ట ప్రోగ్రామ్ ఇచ్చినట్లయితే, కంపైల్ చేయబడిన RISC సూచనల సెట్కు సాధారణంగా CISCకి కంపైల్ చేయబడిన దానికంటే ఎక్కువ బైట్లు అవసరమవుతాయి. ఎందుకంటే ఒకే CISC కమాండ్ చేయడానికి అనేక RISC సూచనలు అవసరం కావచ్చు.
RISC-V యొక్క ప్రస్తుత అప్లికేషన్లు
ఎంబెడెడ్ అప్లికేషన్లకు RISC-V అనువైనది. ఇవి నిర్దిష్ట సూచనల సెట్ను అమలు చేయడానికి పరికరంలో శాశ్వతంగా ఉంచబడిన సాఫ్ట్వేర్ అవసరమయ్యే ఉపయోగ సందర్భాలు.
ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ పర్యావరణ వ్యవస్థలో లేదా ఆటోమోటివ్ అప్లికేషన్లు మరియు కంప్యూటర్ కంట్రోలర్లలోని పరికరాల గురించి ఆలోచించండి.
ఈరోజు మీరు కనుగొనగలిగే RISC-V ఆర్కిటెక్చర్ కోసం ఇక్కడ కొన్ని అప్లికేషన్లు ఉన్నాయి.
ఆలీబాబా
IPపై యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు చైనా మధ్య ఉద్రిక్తత చైనా టెక్నాలజీ కంపెనీలు మారడానికి ఒక కారణాన్ని అందించింది. ఓపెన్ సోర్స్.
అక్టోబర్ 2021లో, అలీబాబా క్లౌడ్ ఇంటెలిజెన్స్ ప్రకటించింది వారు తమ ఆర్కిటెక్చర్ కోసం ఓపెన్ సోర్స్ RISC-V ప్రాసెసర్లను ఉపయోగిస్తున్నారు.
ఇవి ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి ఫుల్-స్టాక్ అవుతాయి ఓపెన్ సోర్స్ సిరీస్ ప్రాసెసర్లు.
"ఈ సమయంలో RISC-V చాలా ఆకర్షణీయంగా ఉంది, ఎందుకంటే క్లోజ్డ్ మరియు ఖరీదైన ISAలకు ప్రత్యామ్నాయంగా, ఓపెన్ మరియు ఉచిత ISA RISC-V ఓపెన్-స్టాండర్డ్ సహకారం ద్వారా ప్రాసెసర్ ఆవిష్కరణను వేగవంతం చేస్తుంది" అని T-Head యొక్క ఉత్పత్తి లీడ్ యు పు చెప్పారు. , సెమీకండక్టర్ కంపెనీ మరియు అలీబాబా యొక్క పూర్తి యాజమాన్యంలోని అనుబంధ సంస్థ.
అవును ఐదు
SiFive అనేది 2015లో Krste Asanović, Yunsup Lee మరియు Andrew Waterman ద్వారా స్థాపించబడిన సెమీకండక్టర్ కంపెనీ, ఇది కాలిఫోర్నియా బర్కిలీ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ముగ్గురు పరిశోధకులు.
వారు RISC-V ISAని అమలు చేసిన మొట్టమొదటి చిప్లను తయారు చేయగలిగారు. అప్పటి నుండి, వారు తమ పరికరాలను RISC-V చిప్లతో మెరుగుపరచడానికి 100 కంటే ఎక్కువ కంపెనీలతో భాగస్వామ్యం చేయగలిగారు.
వారి SiFive కోర్లు ప్రపంచంలో అత్యంత సిలికాన్-నియోగించిన RISC-V పరిష్కారాలు.
SiHive BBC డాక్టర్ హూ-ఆధారిత RISC-V కోడింగ్ కిట్ను కూడా అందిస్తుంది, ఇది పిల్లలకు ప్రోగ్రామింగ్ మరియు IoT టెక్నాలజీ గురించి నేర్పడానికి ఉద్దేశించబడింది.
ఈ ఉత్పత్తి RISC-V ఆర్కిటెక్చర్లో త్వరలో వినియోగదారు పరికరాల మార్కెట్కు చేరుకునే వాగ్దానాన్ని చూపుతుంది.
క్లౌడ్ కంప్యూటింగ్
RISC-V ఆర్కిటెక్చర్ క్లౌడ్కు శక్తినివ్వడానికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు. కొన్ని కంపెనీలు ఇప్పటికే టార్గెట్ చేస్తున్నాయి డేటా సెంటర్ పనిభారం RISC-V యొక్క తదుపరి సాధ్యం అప్లికేషన్.
హై పెర్ఫార్మెన్స్ కంప్యూటింగ్ (HPC) నెట్వర్క్లు రవాణాలో డేటాను ప్రాసెస్ చేయడానికి ఇప్పటికే RISC-Vని ఉపయోగిస్తున్నాయి.
ఎంబెడెడ్ ఉత్పత్తుల కంటే సర్వర్లు ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎక్కువ సమయం తీసుకుంటాయి కాబట్టి, మొత్తం సర్వర్లు RISC-Vలో రన్ అవుతున్నట్లు చూసే వరకు కొంత సమయం పడుతుంది.
ముగింపు
మేము ఇంటర్నెట్తో పరస్పర చర్య చేసే విధానం ఓపెన్ స్టాండర్డ్స్ యొక్క బలమైన పునాదిపై నిర్మించబడింది. మేము ఉపయోగించే పరికరాలు USB డిజైన్ లేదా పరికరాలు ఒకదానితో ఒకటి ఎలా కనెక్ట్ అవ్వడం వంటి ఓపెన్ స్టాండర్డ్లను కూడా అనుసరించవచ్చు ద్వారా Wi-Fi మరియు బ్లూటూత్.
ఈ ఓపెన్ స్టాండర్డ్లు మా అన్ని పరికరాలు మరియు అప్లికేషన్లు మరింత ఫంక్షనల్గా మరియు ఇంటర్ఆపరేబుల్గా మారడానికి అనుమతిస్తాయి.
RISC-V వంటి ఓపెన్ స్టాండర్డ్లు మేము మా పరికరాలను డిజైన్ చేసే విధానాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.
ఇది యాజమాన్య IP ద్వారా పరిమితం కాకుండా ఎవరికైనా వారు కోరుకున్న వాటిని సృష్టించడానికి అధికారం ఇస్తుంది. RISC-V అనేది పారదర్శకంగా మరియు ప్రకృతిలో సహకారాన్ని కలిగి ఉండే క్రియాశీల అభివృద్ధి సంఘంచే నిర్వహించబడుతుంది.
మేము మా పరికరాలలో ఉపయోగించే హార్డ్వేర్ యొక్క భవిష్యత్తు ఇప్పుడు మూసి తలుపుల వెనుక నిర్ణయించబడదు, కానీ ప్రతి ఒక్కరూ పాల్గొనడానికి బహిరంగంగా నిర్ణయించబడుతుంది.
ఈ కథనం మీకు అంతర్దృష్టిగా అనిపిస్తే షేర్ చేయండి. మా సబ్స్క్రయిబ్ చేయడం ద్వారా AI, ML మరియు ఫ్యూచర్ టెక్లోని తాజా వార్తలను మిస్ అవ్వకండి వారం వార్తాలేఖ!
సమాధానం ఇవ్వూ