İçindekiler[Saklamak][Göstermek]
Donanımınızı seçme özgürlüğü var mı? RISC-V'nin yeni bir açık kaynaklı donanım hareketinin yolunu nasıl açtığını öğrenin.
Yarı iletken sektöründeki büyük oyuncuların çoğu tasarımlarını tescilli tutar ve cihaz üreticilerinin bunları kullanmak için lisans ücreti ödemesi gerekir.
ABD, Çin ve Tayvan arasındaki ticari gerilimler, yarı iletken tedarik zincirinde bir zorluk oluşturuyor. Daha küçük cihaz üreticileri de bu ücretleri karşılamakta zorlanıyor ve giriş engeli çok daha yüksek.
Linux gibi açık kaynaklı işletim sistemlerinin geliştiricileri güçlendirmesiyle aynı şekilde, yeni bir açık standart, bugün dünyayı çalıştıran cihazları tasarlama ve üretme şeklimizi değiştirebilir.
Bu kılavuzda, RISC mimarisinin tarihini inceleyeceğiz, teknolojinin artılarını ve eksilerini tartacağız ve bugün bulabileceğiniz birkaç RISC-V uygulamasını inceleyeceğiz.
Ama önce, RISC-V'nin neden bu kadar heyecan verici olduğunu anlamak için bilgisayarların nasıl çalıştığını anlamamız gerekiyor.
Talimat Seti Nedir?
Komut seti, bir bilgisayarın makine düzeyinde gerçekleştirmek üzere tasarlandığı işlemler kümesini ifade eder.
Bunları veri ekleme, çarpma, yükleme ve depolama gibi en temel komutlar olarak düşünün. Komut seti mimarisi, bir bilgisayardaki en önemli arayüzdür çünkü donanım ve yazılım yönlerini birbirinden ayırır.
Bir CPU'nun komut seti, donanımının tasarımı ile sınırlı olarak CPU'nun neler yapabileceğini bize söyler.
Bir CPU'dan iki biti birbirine eklemesini isterseniz, bu talimatı yerleştirmek için donanımda yerleşik bir komut olduğundan, ne yapacağını tam olarak bilecektir.
YouTube videosu yükleme, video oynatma gibi karmaşık işlemler video oyunuveya bir tweet göndermek, CPU komut setinde bulunan bu temel komutlardan milyonlarcasını çağırmayı içerir.
Yaygın komut seti mimarileri (ISA'lar), ilki dünyada en yaygın olarak kullanılan ISA olan ARM ve Intel'in x86'sını içerir.
Bu ISA'lar ilk olarak onlarca yıl önce özel bir lisans altında geliştirildi. O eski yıllarda, çoğu donanım ve yazılım tescilli idi.
RISC nedir?
1970'lerde bilgisayar mühendisleri, bilgisayar mimarilerinin karmaşıklığını artırmaya odaklanma eğilimindeydiler.
Yarı iletken teknolojisi hızla ilerliyordu ve çok sayıda talimatı yerine getirebiliyordu. Bu, CISC'ler veya karmaşık komut seti bilgisayarları olarak bilinen bir bilgisayar türüne yol açtı.
C. David Patterson ve Berkeley'deki California Üniversitesi'nden Carlo Sequin gibi yüksek seviyeli bilgisayar dillerinde olduğu gibi, talimatların çoğunun pratikte nadiren kullanıldığı ortaya çıktı. işlemciyi basitleştirerek maliyet.
Karmaşıklık miktarını azaltarak, kalan alanı bellek için kullanabilirler. Bu hipoteze RISC veya azaltılmış komut seti bilgisayarı adı verildi.
RISC-I projesi, bir RISC bilgisayarının uygulanabilir olduğunu kanıtlamayı amaçlayan bir araştırma projesi olarak başladı. Berkeley'deki öğrenciler, yalnızca 31 talimatla çalışan bir tasarım oluşturabildiler.
Çipin kontrol ve talimat bölümü silikon kalıbın sadece %6'sını kaplarken, diğer çipler aynı amaç için yarısını kullanır. Boşalan alanı doldurmak için kayıtlar eklendi. Bu kayıtlar, çipin daha fazla çalışma belleği tutmasına izin verdi.
RISC mimarisi 1980'lerde ticari başarı elde etti. Ancak, birçok fiş kısa sürede gözden düştü. Şu anda, ARM tabanlı işlemciler, neredeyse yalnızca ARM çiplerini kullanan modern akıllı telefonların yaygınlığı nedeniyle en yaygın RISC işlemcisidir.
RISC-V nedir?
RISC-V, RISC ilkelerini takip etmeyi amaçlayan belirli bir açık kaynaklı talimat setini ifade eder. Diğer ISA tasarımlarının çoğundan farklı olarak, RISC-V ISA kullanmak için herhangi bir ücret gerektirmez.
RISC-V mimarisi başlangıçta Krste Asanović'in UC Berkeley'deki bir araştırma projesi olarak başladı, ancak daha sonra dünyanın her yerinden katkıda bulunanları davet etti.
RISC tabanlı bir CPU, tamamlanması yalnızca bir saat döngüsü alan basitleştirilmiş bir dizi talimata sahiptir. Bir yük-depolama mimarisi kullanarak karmaşıklığı daha hızlı performansla değiştirirler.
Bu, talimatların yalnızca erişimleri ana belleğe göre çok daha hızlı olan kayıtlara yönelik olduğu anlamına gelir.
RISC-V ayrıca, birden fazla talimatın paralel olarak yürütülmesine izin veren verimli bir boru hattı yapısını da destekler.
RISC-V açık bir standart olduğu için, herkes kendi ürünleri için talimat setini kullanabilir ve bu da açık kaynaklı donanım alanında bir devrime yol açabilir.
Ana Özellikler
- Basit talimat seti – Karmaşık bir talimat listesinin olmaması, talimatların daha hızlı yürütülmesine izin verir ve birden fazla talimatın ardışık düzene geçirilmesini kolaylaştırır.
- Modülarite – RISC-V, küçük bir standart tabanlı ISA'ya sahiptir ve çeşitli standart uzantılarla birlikte gelir. Bu, kullanıcıların yalnızca kendi RISC-V yongalarını oluştururken ihtiyaç duydukları parçaları seçmelerine olanak tanır.
- uzayabilirlik – Uzantılar aracılığıyla ana ISA'ya belirli işlevler eklenebilir. Bu, kullanıcıların gerektiğinde kendi özel talimatlarını oluşturmalarını sağlar.
- Açık kaynaklı IP – RISC-V açık bir standarttır, yani bu tasarımları kullanmak isteyen herkes, lisans ücretleri konusunda endişelenmeden bunu yapabilir.
- Yük deposu mimarisi – Kayıtlar kullanılarak karmaşıklığa göre belleğe öncelik verilir.
Artılar
- RISC-V açık bir standarttır, yani herkes kendi çiplerini oluşturabilir.
- Katmanlı ve genişletilebilir tasarım, yeniliğe olanak tanır. Herkes talimat setini uygulayabilir ve özel işlemciler için özel uzantılar oluşturabilir.
- RISC-V genişletilebilir. Talimat setine her zaman yeni özellikler ekleyebilirsiniz.
- RISC-V açık kaynak olduğundan, herkes hata aramaya katılabilir.
- RISC-V, hızlandırılmış bir geliştirme döngüsünü mümkün kılar. Lisans ücretleriyle uğraşmanıza gerek yok.
Eksiler
- Merkezi olmayan yapı, yamaları ve güncellemeleri yayınlamayı zorlaştırır.
- Pazarın parçalanma olasılığı vardır. Herkes kendi RISC-V yongalarını tasarlayabildiğinden, RISC-V pazarının aynı tutarlı kaliteye, güvenliğe veya birlikte çalışabilirliğe sahip olmadığından emin olmak zor olacaktır.
- Evlat edinme garantisi yoktur. RISC-V teknolojisine yatırım yapmak, pazar payının yalnızca küçük bir yüzdesini almaya devam etmeleri halinde geri tepebilir.
- Şu anda, RISC-V hala sınırlı donanım desteğine sahiptir.
- Başka bir sorun kod yoğunluğu ile ilgilidir. Belirli bir program verildiğinde, derlenmiş bir RISC komut seti genellikle CISC'ye derlendiğinden daha fazla bayt gerektirir. Bunun nedeni, tek bir CISC komutu yapmak için birkaç RISC talimatı gerektirebilmesidir.
RISC-V'nin Güncel Uygulamaları
RISC-V, gömülü uygulamalar için idealdir. Bunlar, belirli bir dizi talimatı gerçekleştirmek için yazılımın kalıcı olarak bir cihazın içine yerleştirilmesini gerektiren kullanım durumlarıdır.
Nesnelerin İnterneti ekosistemindeki veya otomotiv uygulamaları ve bilgisayar denetleyicilerindeki cihazları düşünün.
İşte RISC-V mimarisi için bugün bulabileceğiniz bazı uygulamalar.
Alibaba
Birleşik Devletler ve Çin arasındaki IP üzerinden gerilimin, Çinli teknoloji şirketlerine geçiş yapmaları için bir neden vermiş olması muhtemeldir. açık kaynak.
Ekim 2021'de Alibaba Cloud Intelligence açıkladı mimarileri için açık kaynaklı RISC-V işlemcileri kullanacaklarını söyledi.
Bunlar dünyanın ilk tam yığını olacak açık kaynak seri işlemciler
T-Head ürün lideri Yu Pu, "RISC-V, bu noktada çok çekici çünkü kapalı ve maliyetli ISA'lara bir alternatif olarak, açık ve ücretsiz ISA RISC-V, açık standart işbirliği yoluyla işlemci inovasyonunu hızlandırıyor" dedi. , yarı iletken bir şirket ve Alibaba'nın tamamına sahip olduğu bir yan kuruluş.
SiFive
SiFive, 2015 yılında California Berkeley Üniversitesi'nden üç araştırmacı olan Krste Asanović, Yunsup Lee ve Andrew Waterman tarafından kurulmuş bir yarı iletken şirkettir.
RISC-V ISA'yı uygulayan ilk çipleri yapabildiler. O zamandan beri, cihazlarını RISC-V çipleriyle geliştirmek için 100'den fazla şirketle ortaklık kurabildiler.
Onların SiFive Çekirdekleri, dünyadaki en silikon kullanılan RISC‑V çözümleridir.
SiHive, çocuklara programlama ve IoT teknolojisi hakkında bilgi vermeyi amaçlayan BBC Doctor Who tabanlı bir RISC-V kodlama kiti bile sunuyor.
Bu ürün, yakında tüketici cihazları pazarına ulaşan RISC-V mimarisinde umut vaat ediyor.
Cloud Computing
RISC-V mimarisi, buluta güç sağlamak için de kullanılabilir. Bazı şirketler şimdiden veri merkezi iş yükleri RISC-V'nin bir sonraki olası uygulaması olarak.
Yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) ağları, aktarım halindeki verileri işlemek için zaten RISC-V kullanıyor.
Sunucuların üretilmesi gömülü ürünlere göre daha uzun sürdüğünden, tüm sunucuların RISC-V üzerinde çalıştığını görmemiz biraz zaman alacaktır.
Sonuç
İnternet ile etkileşim şeklimiz, sağlam bir açık standart temeli üzerine inşa edilmiştir. Kullandığımız cihazlar, USB tasarımı veya cihazların birbirine nasıl bağlandığı gibi açık standartları da takip edebilir. içinden Wi-Fi ve Bluetooth.
Bu açık standartlar, tüm cihazlarımızın ve uygulamalarımızın daha işlevsel ve birlikte çalışabilir hale gelmesini sağlar.
RISC-V gibi açık standartlar, cihazlarımızı tasarlama şeklimizi etkileyecektir.
Tescilli IP ile sınırlandırılmak zorunda kalmadan herkesin istediğini yaratmasını sağlayacak. RISC-V, doğası gereği şeffaf ve işbirlikçi olan aktif bir geliştirme topluluğu tarafından sürdürülür.
Cihazlarımızda kullandığımız donanımın geleceği artık kapalı kapılar ardında değil, herkesin katılması için açık olarak kararlaştırılıyor.
Bu makaleyi anlayışlı bulursanız paylaşın. Sayfamıza abone olarak yapay zeka, makine öğrenimi ve geleceğin teknolojisindeki en son haberleri kaçırmayın. Haftalık bülten!
Yorum bırak