کی میز کے مندرجات[چھپائیں][دکھائیں]
کیا آپ کے ہارڈ ویئر کو منتخب کرنے میں آزادی ہے؟ معلوم کریں کہ کس طرح RISC-V ایک نئی اوپن سورس ہارڈویئر موومنٹ کی راہ ہموار کر رہا ہے۔
سیمی کنڈکٹر کے کاروبار میں بہت سے بڑے کھلاڑی اپنے ڈیزائن کو ملکیتی رکھتے ہیں اور ڈیوائس بنانے والوں کو انہیں استعمال کرنے کے لیے لائسنسنگ فیس ادا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
امریکہ، چین اور تائیوان کے درمیان تجارتی تناؤ سیمی کنڈکٹر سپلائی چین میں ایک چیلنج فراہم کرتا ہے۔ چھوٹے ڈیوائس مینوفیکچررز بھی ان فیسوں کو برداشت کرنے کے لیے جدوجہد کر رہے ہیں اور داخلے میں رکاوٹ بہت زیادہ ہے۔
بالکل اسی طرح جیسے لینکس جیسے اوپن سورس آپریٹنگ سسٹم نے ڈویلپرز کو بااختیار بنایا ہے، ایک نیا کھلا معیار ہمارے ڈیزائن اور آلات کو بنانے کے طریقے کو ہلا سکتا ہے جو آج دنیا کو چلاتے ہیں۔
اس گائیڈ میں، ہم RISC فن تعمیر کی تاریخ پر نظر ڈالیں گے، ٹیکنالوجی کے فوائد اور نقصانات کا جائزہ لیں گے، اور RISC-V کی چند ایپلی کیشنز میں غوطہ لگائیں گے جو آپ آج تلاش کر سکتے ہیں۔
لیکن پہلے، یہ سمجھنے کے لیے کہ RISC-V اتنا دلچسپ کیوں ہے، ہمیں یہ سمجھنا ہوگا کہ کمپیوٹر کیسے کام کرتے ہیں۔
انسٹرکشن سیٹ کیا ہے؟
انسٹرکشن سیٹ سے مراد آپریشنز کا وہ سیٹ ہے جو کمپیوٹر کو مشین کی سطح پر انجام دینے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔
ان کو سب سے بنیادی کمانڈز کے طور پر سوچیں جیسے ڈیٹا کو شامل کرنا، ضرب لگانا، لوڈ کرنا اور ذخیرہ کرنا۔ انسٹرکشن سیٹ آرکیٹیکچر کمپیوٹر میں سب سے اہم انٹرفیس ہے کیونکہ یہ ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کے پہلوؤں کو تقسیم کرتا ہے۔
سی پی یو کا انسٹرکشن سیٹ ہمیں بتاتا ہے کہ سی پی یو اپنے ہارڈ ویئر کے ڈیزائن سے محدود کیا کر سکتا ہے۔
اگر آپ سی پی یو سے دو بٹس ایک ساتھ شامل کرنے کو کہتے ہیں، تو اسے بالکل پتہ چل جائے گا کہ کیا کرنا ہے کیونکہ اس ہدایت کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے ہارڈ ویئر میں ایک کمانڈ بلٹ ان ہے۔
پیچیدہ آپریشن جیسے یوٹیوب ویڈیو لوڈ کرنا، چلانا ویڈیو گیم، یا ٹویٹ بھیجنے میں سی پی یو انسٹرکشن سیٹ میں پائے جانے والے ان لاکھوں بنیادی کمانڈز کو کال کرنا شامل ہے۔
کامن انسٹرکشن سیٹ آرکیٹیکچرز (ISAs) میں ARM اور Intel's x86 شامل ہیں، جن میں سے سابقہ دنیا میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا ISA ہے۔
یہ ISAs پہلی بار کئی دہائیوں قبل ملکیتی لائسنس کے تحت تیار کیے گئے تھے۔ ان ابتدائی سالوں میں، زیادہ تر ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر ملکیتی تھے۔
RISC کیا ہے؟
1970 کی دہائی کے دوران، کمپیوٹر انجینئرز نے کمپیوٹر فن تعمیر کی پیچیدگی کو بڑھانے پر توجہ مرکوز کی۔
سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی تیزی سے ترقی کر رہی تھی اور بڑی تعداد میں ہدایات پر عمل کرنے کے قابل تھی۔ اس کی وجہ سے کمپیوٹر کی ایک قسم آئی جسے CISCs یا پیچیدہ انسٹرکشن سیٹ کمپیوٹرز کے نام سے جانا جاتا ہے۔
اس سے پتہ چلتا ہے کہ زیادہ تر ہدایات عملی طور پر شاذ و نادر ہی استعمال ہوتی ہیں، جیسا کہ اعلیٰ سطح کی کمپیوٹر زبانوں میں جیسے کہ سی ڈیوڈ پیٹرسن اور برکلے کی یونیورسٹی آف کیلیفورنیا کے کارلو سیکن نے سوچا کہ ایک بہتر کارکردگی بہت کم پر حاصل کی جا سکتی ہے۔ پروسیسر کو آسان بنا کر لاگت۔
پیچیدگی کی مقدار کو کم کر کے وہ باقی ماندہ جگہ کو میموری کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ اس مفروضے کو RISC، یا کم انسٹرکشن سیٹ کمپیوٹر کا نام دیا گیا تھا۔
RISC-I پروجیکٹ ایک تحقیقی پروجیکٹ کے طور پر شروع ہوا جس کا مقصد یہ ثابت کرنا تھا کہ RISC کمپیوٹر قابل عمل ہے۔ برکلے کے طلباء ایک ایسا ڈیزائن بنا سکتے ہیں جو صرف 31 ہدایات کے ساتھ کام کرتا ہو۔
چپ کے کنٹرول اور انسٹرکشن سیکشن نے سلیکون ڈائی کا صرف 6 فیصد حصہ لیا، جبکہ دیگر چپس اسی مقصد کے لیے نصف استعمال کریں گی۔ خالی جگہ کو پُر کرنے کے لیے رجسٹر شامل کیے گئے تھے۔ ان رجسٹروں نے چپ کو زیادہ ورکنگ میموری رکھنے کی اجازت دی۔
RISC فن تعمیر کو 1980 کی دہائی میں تجارتی کامیابی ملی۔ تاہم، بہت سے چپس جلد ہی حق سے باہر ہو گئے. فی الحال، ARM پر مبنی پروسیسر سب سے زیادہ عام RISC پروسیسر ہیں، جدید اسمارٹ فونز کے پھیلاؤ کی وجہ سے جو تقریباً خصوصی طور پر ARM چپس کا استعمال کرتے ہیں۔
RISC-V کیا ہے؟
RISC-V سے مراد ایک خاص اوپن سورس انسٹرکشن سیٹ ہے جس کا مقصد RISC اصولوں پر عمل کرنا ہے۔ ISA کے دیگر ڈیزائنوں کے برعکس، RISC-V ISA کو استعمال کرنے کے لیے کسی فیس کی ضرورت نہیں ہے۔
RISC-V فن تعمیر کا آغاز اصل میں UC برکلے میں Krste Asanović کے ایک تحقیقی منصوبے کے طور پر ہوا تھا، لیکن بعد میں اس نے پوری دنیا سے تعاون کرنے والوں کو مدعو کیا۔
RISC پر مبنی CPU میں ہدایات کا ایک آسان سیٹ ہوتا ہے جسے مکمل ہونے میں صرف ایک گھڑی کا چکر لگتا ہے۔ وہ بوجھ-اسٹور آرکیٹیکچر کے استعمال کے ذریعے تیز کارکردگی کے ساتھ پیچیدگی کی تجارت کرتے ہیں۔
اس کا مطلب یہ ہے کہ ہدایات کے ایڈریس صرف رجسٹر ہوتے ہیں، جن تک رسائی مین میموری سے کہیں زیادہ تیز ہوتی ہے۔
RISC-V ایک موثر پائپ لائننگ ڈھانچے کی بھی حمایت کرتا ہے، جو متعدد ہدایات کو متوازی طور پر عمل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
چونکہ RISC-V ایک کھلا معیار ہے، اس لیے کوئی بھی اپنی مصنوعات کے لیے ہدایات کا سیٹ استعمال کر سکتا ہے، جو اوپن سورس ہارڈویئر کی جگہ میں انقلاب کا باعث بن سکتا ہے۔
اہم خصوصیات
- سادہ ہدایات سیٹ - ہدایات کی ایک پیچیدہ فہرست کی کمی ہدایات کو تیزی سے عمل میں لانے کی اجازت دیتی ہے اور متعدد ہدایات کو پائپ لائن کرنا آسان بناتی ہے۔
- ماڈیولرٹی - RISC-V کا ایک چھوٹا معیاری بیس ISA ہے اور مختلف معیاری ایکسٹینشنز کے ساتھ آتا ہے۔ یہ صارفین کو صرف اپنے RISC-V چپس بناتے وقت صرف وہی پرزہ منتخب کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
- توسیع - ایکسٹینشنز کے ذریعے مین ISA میں مخصوص فنکشنز شامل کیے جا سکتے ہیں۔ یہ صارفین کو ضرورت پڑنے پر اپنی مرضی کے مطابق ہدایات بنانے کے قابل بناتا ہے۔
- اوپن سورس آئی پی - RISC-V ایک کھلا معیار ہے، یعنی جو بھی ان ڈیزائنوں کو استعمال کرنا چاہتا ہے وہ لائسنسنگ فیس کے بارے میں فکر کیے بغیر ایسا کر سکتا ہے۔
- لوڈ اسٹور کا فن تعمیر - رجسٹروں کا استعمال کرتے ہوئے پیچیدگی پر میموری کو ترجیح دی جاتی ہے۔
پیشہ
- RISC-V ایک کھلا معیار ہے، یعنی کوئی بھی اپنی چپس خود بنا سکتا ہے۔
- تہہ دار اور قابل توسیع ڈیزائن جدت کو قابل بناتا ہے۔ کوئی بھی انسٹرکشن سیٹ کو لاگو کر سکتا ہے اور اپنی مرضی کے پروسیسرز کے لیے حسب ضرورت ایکسٹینشن بنا سکتا ہے۔
- RISC-V قابل توسیع ہے۔ آپ ہدایات سیٹ میں ہمیشہ نئی خصوصیات شامل کر سکتے ہیں۔
- چونکہ RISC-V اوپن سورس ہے، اس لیے کوئی بھی کیڑے تلاش کرنے میں حصہ لے سکتا ہے۔
- RISC-V تیز رفتار ترقی کے چکر کو ممکن بناتا ہے۔ لائسنسنگ فیس کو سنبھالنے کی ضرورت نہیں ہے۔
خامیاں
- وکندریقرت فطرت پیچ اور اپ ڈیٹس کو جاری کرنا مشکل بناتی ہے۔
- مارکیٹ کے ٹکڑے ٹکڑے ہونے کا امکان ہے۔ چونکہ کوئی بھی اپنی مرضی کے RISC-V چپس ڈیزائن کر سکتا ہے، اس لیے یہ یقینی بنانا ایک چیلنج ہو گا کہ RISC-V مارکیٹ میں ایک جیسا معیار، سیکورٹی، یا انٹرآپریبلٹی نہیں ہو سکتا۔
- گود لینے کی کوئی ضمانت نہیں ہے۔ RISC-V ٹکنالوجی میں سرمایہ کاری ناکام ہو سکتی ہے اگر وہ مارکیٹ حصص کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ وصول کرتے رہیں۔
- اس وقت، RISC-V کے پاس ابھی بھی محدود ہارڈ ویئر سپورٹ ہے۔
- ایک اور مسئلہ کوڈ کی کثافت کا ہے۔ ایک خاص پروگرام کو دیکھتے ہوئے، ایک مرتب شدہ RISC انسٹرکشن سیٹ کو عام طور پر CISC میں مرتب کیے جانے سے زیادہ بائٹس کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایک CISC کمانڈ کرنے کے لیے اسے کئی RISC ہدایات کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
RISC-V کی موجودہ درخواستیں
RISC-V ایمبیڈڈ ایپلی کیشنز کے لیے مثالی ہے۔ یہ استعمال کے معاملات ہیں جن میں ہدایات کے مخصوص سیٹ کو انجام دینے کے لیے کسی ڈیوائس کے اندر مستقل طور پر رکھے گئے سافٹ ویئر کی ضرورت ہوتی ہے۔
انٹرنیٹ آف تھنگز ایکو سسٹم میں یا آٹوموٹیو ایپلی کیشنز اور کمپیوٹر کنٹرولرز میں آلات کے بارے میں سوچیں۔
یہاں RISC-V فن تعمیر کے لیے کچھ ایپلی کیشنز ہیں جو آپ کو آج مل سکتی ہیں۔
Alibaba
اس بات کا امکان ہے کہ آئی پی پر امریکہ اور چین کے درمیان تناؤ نے چینی ٹیکنالوجی کمپنیوں کو اس پر سوئچ کرنے کی وجہ دی ہے۔ آزاد مصدر.
اکتوبر 2021 میں، علی بابا کلاؤڈ انٹیلی جنس کا اعلان کیا ہے کہ وہ اپنے فن تعمیر کے لیے اوپن سورس RISC-V پروسیسر استعمال کریں گے۔
یہ دنیا کے پہلے فل اسٹیک بن جائیں گے۔ اوپن سورس سیریز پروسیسرز.
"RISC-V اس وقت بہت پرکشش ہے کیونکہ بند اور مہنگے ISAs کے متبادل کے طور پر، کھلا اور مفت ISA RISC-V کھلے معیاری تعاون کے ذریعے پروسیسر کی جدت کو تیز کرتا ہے،" T-Head کے پروڈکٹ لیڈ Yu Pu نے کہا۔ ، ایک سیمی کنڈکٹر کمپنی اور علی بابا کی مکمل ملکیتی ذیلی کمپنی۔
سیفائیو
SiFive ایک سیمی کنڈکٹر کمپنی ہے جس کی بنیاد 2015 میں Krste Asanović، Yunsup Lee، اور Andrew Waterman نے رکھی تھی، جو یونیورسٹی آف کیلیفورنیا برکلے کے تین محققین تھے۔
وہ پہلی چپس بنانے کے قابل تھے جس نے RISC-V ISA کو نافذ کیا۔ تب سے، وہ RISC-V چپس کے ساتھ اپنے آلات کو بہتر بنانے کے لیے 100 سے زیادہ کمپنیوں کے ساتھ شراکت کرنے میں کامیاب ہو چکے ہیں۔
ان کے SiFive Cores دنیا میں سب سے زیادہ سلکان سے تعینات RISC-V حل ہیں۔
SiHive یہاں تک کہ BBC ڈاکٹر Who پر مبنی RISC-V کوڈنگ کٹ پیش کرتا ہے، جس کا مقصد بچوں کو پروگرامنگ اور IoT ٹیکنالوجی کے بارے میں سکھانا ہے۔
یہ پروڈکٹ RISC-V فن تعمیر میں وعدہ ظاہر کرتی ہے کہ جلد ہی صارفین کے آلات کی مارکیٹ تک پہنچ جائے گی۔
کلاؤڈ کمپیوٹنگ
RISC-V فن تعمیر کو بادل کو طاقت دینے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کچھ کمپنیاں پہلے ہی نشانہ بنا رہی ہیں۔ ڈیٹا سینٹر کام کا بوجھ RISC-V کی اگلی ممکنہ درخواست کے طور پر۔
ہائی پرفارمنس کمپیوٹنگ (HPC) نیٹ ورکس پہلے سے ہی RISC-V کو ٹرانزٹ میں ڈیٹا پروسیس کرنے کے لیے استعمال کر رہے ہیں۔
چونکہ سرورز کو سرایت شدہ پروڈکٹس کے مقابلے میں زیادہ وقت لگتا ہے، اس لیے کچھ وقت لگے گا جب تک کہ ہم پورے سرورز کو RISC-V پر چلتے ہوئے نہ دیکھیں۔
نتیجہ
جس طرح سے ہم انٹرنیٹ کے ساتھ تعامل کرتے ہیں وہ کھلے معیارات کی ٹھوس بنیاد پر استوار ہے۔ جو آلات ہم استعمال کرتے ہیں وہ کھلے معیارات کی بھی پیروی کر سکتے ہیں جیسے کہ USB ڈیزائن یا آلات ایک دوسرے سے کیسے جڑتے ہیں۔ کے ذریعے وائی فائی اور بلوٹوتھ۔
یہ کھلے معیارات ہمارے تمام آلات اور ایپلیکیشنز کو زیادہ فعال اور قابل عمل بننے دیتے ہیں۔
کھلے معیارات جیسے RISC-V ہمارے آلات کو ڈیزائن کرنے کے طریقے کو متاثر کریں گے۔
یہ کسی کو بھی بااختیار بنائے گا کہ وہ ملکیتی IP کے ذریعے محدود کیے بغیر اپنی مرضی کے مطابق تخلیق کرے۔ RISC-V کی دیکھ بھال ایک فعال ترقیاتی کمیونٹی کرتی ہے جو شفاف اور باہمی تعاون پر مبنی ہے۔
ہم اپنے آلات میں جو ہارڈ ویئر استعمال کرتے ہیں اس کے مستقبل کا فیصلہ اب بند دروازوں کے پیچھے نہیں کیا جاتا ہے، بلکہ کھلے میں فیصلہ کیا جاتا ہے، جس میں ہر کوئی حصہ لے سکتا ہے۔
اگر آپ کو یہ مضمون بصیرت والا لگتا ہے تو اس کا اشتراک کریں۔ ہماری سبسکرائب کر کے AI، ML اور مستقبل کی ٹیک کی تازہ ترین خبروں سے محروم نہ ہوں۔ ہفتہ وار نیوز لیٹر!
جواب دیجئے