Покупая ПК или сервер, вы скорее всего, выбираете процессоры с архитектурой x86 или (гораздо реже) с архитектурой ARM.
Проект процессора с открытой архитектурой, как и Linux в программном обеспечении, призван устранить доминирование проприетарных чипов, предлагаемых компаниями Intel, AMD и ARM.
Открытая архитектура RISC-V создана в 2010 году исследователями из Калифорнийского университета в Беркли и свободно распространяется среди всех желающих. Ее можно менять в зависимости от особенностей ПК, серверов, смартфонов, носимых устройств и другого оборудования.
Стартап SiFive первым решил использовать архитектуру RISC-V в коммерческих целях. Компания первой представила и аппаратную реализацию архитектуры с набором инструкций RISC-V. Анонсированы два новых процессора, которые могут лицензировать другие производители.
RISC-V сохраняет основные черты программного обеспечения с открытым кодом, позволяющие сообществу совместно использовать, развивать и модифицировать архитектуру.
С началом реализации проекта популярность RISC-V заметно выросла, и целый ряд крупных ИТ-компаний уже проявляют интерес к этой архитектуре. Организация RISC-V Foundation, осуществляющая управление архитектурой и ее продвижение, насчитывает почти 60 участников, в их число входят такие известные компании, как Google, Microsoft, Qualcomm, AMD и Huawei.
Ожидается, что архитектуру микроконтроллера RISC-V будет использовать в своих продуктах компания Nvidia. В Google разрабатывают собственные процессоры и могут адаптировать RISC-V для своих серверных нужд, что позволит им отказаться от закупки дорогостоящих процессоров Intel и тем самым сэкономить средства.
Новый 32-разрядный процессор SiFive E31 Coreplex предназначен для Интернета вещей, носимых устройств и устройств с низким энергопотреблением. 64-разрядная модель CorePlex E51 может найти применение в серверах, процессорах для сетевого оборудования, устройствах хранения и вычислительных устройствах оконечных узлов сети.
Как и у многих поставщиков дистрибутивов Linux и программного обеспечения с открытым кодом, цель SiFive заключается в том, чтобы монетизировать архитектуру RISC-V, но при довольно скромных затратах. Лицензию на новые чипы у SiFive можно приобрести по фиксированной цене. В дальнейшем же компания не требует лицензионных отчислений. Такой вариант становится весьма привлекательной альтернативой процессорной архитектуре ARM и Imagination Technologies, которые получают лицензионные отчисления с каждого выпущенного экземпляра оборудования.
«RISC-V вызывает достаточно большой интерес, а лицензионная модель CorePlex будет способствовать дальнейшему распространению этой архитектуры», – отметил основатель и главный архитектор SiFive Крсте Асанович, являющийся одновременно одним из изобретателей RISC-V.
SiFive намерена наладить выпуск новых чипов во второй половине текущего года. Некоторое время назад компания представила плату с низким энергопотреблением HiFive1 на базе процессора RISC-V. Новые платы продаются тиражами, измеряемыми в тысячах экземплярах.
Стоимость лицензирования архитектуры CorePlex не сообщалась, но желающие могут оформить заказ непосредственно на сайте SiFive.
Архитектура RISC-V пользуется популярностью в академических кругах, и во многих рабочих группах активно обсуждаются ее сильные стороны. Изначально она проектировалась в научных целях, и вот теперь команда SiFive представила наконец практическую реализацию — процессор.
В мире существуют и другие чипы с открытой архитектурой (например, OpenSPARC), но они опираются на унаследованные конструкции. Организация RISC-V Foundation старается продвигать свои наработки, используя, в частности, ежегодную конференцию Hot Chips, собирающую профессионалов микроэлектронной промышленности.
Архитектура RISC-V существенно отличается от архитектур x86 и Power, для которых характерна высокая степень интеграции. Она имеет модульную структуру, благодаря которой к центральному процессору RISC-V можно подключать независимые схемы сопроцессоров. К основному блоку, например, можно добавить сетевой сопроцессор или сопроцессор системы безопасности. Тем самым заметно повышается гибкость RISC-V.
SiFive работает над созданием векторных расширений, которые весьма полезны для высокопроизводительных вычислений. Базовая структура RISC-V, продвигаемая RISC-V Foundation, при этом остается неизменной, а SiFive разрабатывает ее собственные ответвления, совершенствуя их.
Переход к модульной архитектуре процессоров становится все более популярным по мере усложнения интегрированных компонентов. Ограничения действия закона Мура также заставляют производителей искать новые пути проектирования своих чипов.
Интеграция центрального и графического процессоров, а также других схем в рамках одного чипа, к которой прибегают Intel и AMD, имеет свои преимущества, но возникает вопрос, как долго им удастся придерживаться такой линии при существующих производственных ограничениях. Для задач машинного обучения и организации вычислений в беспилотных автомобилях Intel уже прибегает к помощи сопроцессоров. Речь, в частности, идет о микросхемах FPGA разработки Altera и чипах для глубинного обучения Nervana.
«Интеллектуальная собственность CorePlex открывает возможности налаживать выпуск процессоров с использованием различных производственных технологий, – подчеркнул Асанович. – Желающие протестировать RISC-V могут сделать это на FPGA. Кроме того, для RISC-V уже создана специальная версия Linux, а значит, программная поддержка этой архитектуры расширяется».