ما هو RISC-V؟

لا يقتصر الدفع نحو المصادر المفتوحة على البرامج فقط؛ في الواقع، هناك دفعة كبيرة جدًا للأجهزة مفتوحة المصدر أيضًا. تأسست مؤسسة RISC-V (تُنطق "المخاطر الخمسة") في عام 2015، والتي أصبحت الآن RISC-V International، وشركاؤها إن بنية مجموعة التعليمات (أو ISA)، والتي تسمى أيضًا RISC-V، هي الرائدة في مجال البرمجيات مفتوحة المصدر المعدات. على الرغم من أن تاريخ RISC-V يعود إلى بضعة عقود، إلا أنه لا يزال خاصية غير معروفة نسبيًا. لكن كون RISC-V ليس بهذه الأهمية الآن لا يعني أنه لن يكون مهمًا في المستقبل.

ماذا يعني RISC-V؟

على الأرجح أن عالم الكمبيوتر ديفيد باترسون هو من صاغ كلمة RISC وهي اختصار لكمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة، وهو ما يعني في الأساس التعليمات تم تصميمها لتكون أبسط وأسهل في المعالجة، على عكس كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة أو المعالج المستند إلى CISC، مثل أي وحدة معالجة مركزية x86 مثل رايزن 9 5950X أو أ كور i9-12900KS.

إذن ماذا يعني -V؟ إنه الرقم الروماني لخمسة، وRISC-V هو نوع من تصميم الجيل الخامس. تم تطوير RISC-I و-II في عام 1981، لكن RISC-III و-IV لم يكونا موجودين من الناحية الفنية. يتم تطبيق هذه الأسماء بأثر رجعي على SOAR، الذي صدر في عام 1984، وSPUR، الذي صدر في عام 1988. تعتبر RISC-V نفسها خليفة لهندسة 1988.

أصول RISC-V

بدأ RISC-V كمشروع بحثي لمختبر الحوسبة الموازية التابع لجامعة كاليفورنيا في بيركلي (أو Par Lab)، والذي كان مديره ديفيد باترسون. بدأ البروفيسور كريستي أسانوفيتش وطلابه الخريجون يونسوب لي وأندرو ووترمان في تصميم RISC-V في مايو 2010. لقد تمكنوا من الحصول على التمويل من خلال Par Lab، الذي تم تمويله إلى حد كبير من قبل شركة Intel وMicrosoft.

في عام 2011، تم تسجيل أول شريحة RISC-V، وهذا يعني أنهم حصلوا أخيرًا على نموذج أولي. في عام 2014، نشر أسانوفيتش وباترسون ورقة تدافع عن قضية الأجهزة مفتوحة المصدر وجادل ليس فقط بأن ISA القائم على RISC سيكون مثاليًا، ولكن على وجه التحديد RISC-V. عُقدت أول ورشة عمل لـ RISC-V في عام 2015، وفي وقت لاحق من ذلك العام، قامت 36 شركة بتأسيس مؤسسة RISC-V. يشمل الأعضاء المؤسسون Nvidia وGoogle وIBM وQualcomm. في عام 2020، تحولت مؤسسة RISC-V إلى RISC-V International.

حالة الأجهزة مفتوحة المصدر

المفهوم الأساسي وراء RISC-V هو أن "التكنولوجيا لا تستمر في عزلة". إنها ببساطة أكثر كفاءة ويكون فعالاً إذا تمكنت كل شركة من الالتزام بمعيار واحد بدلاً من صنع كل ما تحتاجه من الصفر. تقول مؤسسة RISC-V أن العالم يحتاج إلى RISC-V لتجنب "التجزئة والانقسام والمؤسسة". بمعايير متعددة." RISC-V، على الرغم من الاسم، لا يتعلق بـ RISC مقابل CISC، ولكنه مفتوح المصدر مقابل مغلق مصدر.

يقف RISC-V في مواجهة ISAs مغلقة المصدر بشكل عام، ولكن بشكل خاص x86 و ARM. في الأصل، كان x86 هو الملكية الفكرية الوحيدة لشركة Intel، ثم حصلت AMD لاحقًا على الحقوق الكاملة لـ x86 بعد معركة قضائية طويلة انتهت في عام 1995. تمثل وحدات المعالجة المركزية x86 معظم أسواق أجهزة سطح المكتب والكمبيوتر المحمول والخوادم، لذا فإن شركة RISC-V International تشعر بالقلق بشكل مفهوم بشأن احتكار Intel وAMD الثنائي.

ولكن لماذا تعتبر ARM في نفس مستوى Intel و AMD وفقًا لـ RISC-V International؟ أليس ARM أكثر انفتاحًا من x86؟ حسنًا، نعم، لكنها ليست مفتوحة المصدر. لاستخدام بنية ARM، عليك أن تدفع رسوم ترخيص الشركة لـ ARM. يمكن للشركات التي لديها ترخيص ARM فقط تعديل النواة بدلاً من تصميم ترخيص جديد تمامًا. هذا لم يمنع شركات مثل Apple وQualcomm من صنع معالجات ARM مثيرة للإعجاب، ولكن مع ذلك، فقد قامت إحدى الشركات بذلك لدفع ملايين الدولارات فقط للحصول على امتياز استخدام بعض النوى التي يمكن إضافتها فقط، وليس تغييرها بشكل أساسي.

ما هو مستقبل RISC-V؟

أحد المحاور الأساسية لشركة RISC-V International هو نمو سوق إنترنت الأشياء (IoT). في عرضها التقديمي، تتوقع RISC-V أنه بحلول عام 2030، سيكون هناك 50 مليار جهاز إنترنت الأشياء مستخدمًا بشكل نشط، أي حوالي ضعف ما لدينا اليوم. يقدم العرض أيضًا إحصائية أخرى: سيتم تصميم 40% من الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (المعروفة باسم ASICs) بواسطة مصنعي المعدات الأصلية بحلول عام 2025. سوف ترغب المزيد من الشركات في تصميم شرائحها الخاصة لمنتجاتها الخاصة، وتقول شركة RISC-V International إن بنية RISC-V الخاصة بها ستمكن من ذلك.

إن RISC-V International ليست متفائلة بشأن المستقبل فحسب، بل إنها تزداد تفاؤلاً أكثر فأكثر. في منتصف عام 2019، توقعت دراسة أن أكثر من 60 مليار نواة RISC-V ستكون في السوق بحلول عام 2025. وفي أواخر عام 2020، تمت مراجعة هذا الرقم إلى ما يقرب من 80 مليارًا، أو حوالي 14% من سوق وحدات المعالجة المركزية بالكامل.

يتحدث فريق RISC-V عن لعبة كبيرة، ولكن لديهم على الأقل بعض الأسباب للقيام بذلك. يستشهد بدراسة أجريت عام 2020 والتي خلصت إلى أن حوالي 23٪ من مشاريع ASIC وصفيف الشبكة القابلة للبرمجة ميدانيًا (أو FPGA) تتضمن معالج RISC-V واحدًا على الأقل. شركة Seagate هي الشركة المصنعة للقرص الصلب تطوير شريحتين RISC-V لمحركات الأقراص الصلبة ويزعمون أنهم يتفوقون على المعالجات الأخرى بثلاثة أضعاف، على الرغم من أنهم لم يحددوا أبدًا ما هي "المعالجات الأخرى". تستخدم Alibaba RISC-V في وحدة المعالجة المركزية لخادم Xuantie 910.

في بداية عام 2020، كان هناك حوالي 600 عضو في RISC-V. اليوم، هناك أكثر من 2400. من عام 2022 إلى عام 2025، تتوقع مؤسسة RISC-V "انتشار وحدات المعالجة المركزية RISC-V" عبر سوق وحدة المعالجة المركزية بالكامل: الحوسبة عالية الأداء، والسحابة، وإنترنت الأشياء، والمؤسسات، والمستهلك، وما إلى ذلك. من غير الواضح ما الذي يخبئه RISC-V بعد عام 2025، حيث يبدو أن جميع خرائط الطريق ستتوقف عند هذه النقطة، ولكن إذا تسير الأمور بشكل جيد بالنسبة لـ RISC-V في السنوات الثلاث المقبلة، يمكننا أن نتوقع خرائط طريق أكثر تفاؤلاً للسنوات التالية 2025.

هل يستطيع RISC-V التنافس مع x86؟

من السابق لأوانه الاتصال. من المؤكد أن مؤسسة RISC-V لا تتوقع تجاوز x86 العملاقين Intel وAMD قبل عام 2025 حيث إنهما نتوقع الاستحواذ على 14% فقط من السوق، وهو أمر مهم ولكنه لا يزال يترك الاحتكار الثنائي لـ x86 في الغالب متصل. في حين أن RISC-V لديه تطلعات كبيرة، إلا أن ISA اليوم لا يزال لا يتمتع بشعبية كبيرة، مع خوادم x86 المهيمنة، أجهزة الكمبيوتر المحمولةوأجهزة الكمبيوتر المكتبية، بينما تهيمن ARM على الأجهزة المحمولة وتشق طريقها إلى القطاعات التي يهيمن عليها x86.

لا يمكننا أن نقول بطريقة أو بأخرى أين سينتهي RISC-V. ما يمكننا قوله هو أن هناك قدرًا كبيرًا من الزخم لـ RISC-V والأجهزة مفتوحة المصدر، ويجب أن تذهب هذه الطاقة إلى مكان ما.

توصيات المحررين

• اللوحات الأم مربكة. إليك كيفية اختيار الخيار المناسب في عام 2023
• أثبتت شريحة V-Cache الأحدث من AMD أنها رخيصة الثمن وسريعة ومثالية للألعاب
• ستساعدك هذه النصائح الخمس لبناء جهاز الكمبيوتر على تجنب الأخطاء التي ارتكبتها
• بعض وحدات المعالجة المركزية Ryzen تحترق. إليك ما يمكنك فعله لإنقاذ ما لديك
• ما هو ChatGPT بلس؟ كل ما نعرفه عن الطبقة المميزة