Cos'è RISC-V?

La spinta verso l’open source non si limita solo al software; in effetti, c'è una grande spinta anche per l'hardware open source. Fondata nel 2015, la Fondazione RISC-V (pronunciato “rischio cinque”), ora RISC-V International, e il suo l'architettura del set di istruzioni (o ISA), chiamata anche RISC-V, è all'avanguardia nell'open source hardware. Sebbene la storia del RISC-V risalga a qualche decennio fa, è ancora una proprietà relativamente sconosciuta. Ma solo perché RISC-V non è così importante ora non significa che non lo sarà in futuro.

Cosa significa RISC-V?

Molto probabilmente coniato dallo scienziato informatico David Patterson, RISC sta per computer con set di istruzioni ridotto, che sostanzialmente significa istruzioni sono progettati per essere più semplici e facili da elaborare, a differenza di un computer con set di istruzioni complessi o di un processore basato su CISC, come qualsiasi CPU x86 come un

Allora cosa significa la -V? È il numero romano per cinque e RISC-V è una sorta di design di quinta generazione. RISC-I e -II furono sviluppati nel 1981, ma RISC-III e -IV tecnicamente non sono mai esistiti. Questi nomi vengono applicati retroattivamente a SOAR, uscito nel 1984, e SPUR, uscito nel 1988. RISC-V si considera il successore dell'architettura del 1988.

Le origini di RISC-V

RISC-V è iniziato come progetto di ricerca del Parallel Computing Laboratory (o Par Lab) dell'UC Berkeley, il cui direttore era David Patterson. Il professor Krste Asanović e i suoi studenti laureati Yunsup Lee e Andrew Waterman hanno iniziato a progettare RISC-V nel maggio 2010. Sono stati in grado di ricevere finanziamenti tramite Par Lab, che è stato in gran parte finanziato da Intel e Microsoft.

Nel 2011, il primo chip RISC-V è stato registrato, vale a dire che finalmente avevano un prototipo. Nel 2014 Asanović e Patterson hanno pubblicato un documento che difende la causa dell'hardware open source e ha sostenuto non solo che un ISA basato su RISC sarebbe l'ideale, ma specificamente RISC-V. Il primo workshop RISC-V si è tenuto nel 2015 e, nello stesso anno, 36 aziende hanno fondato la Fondazione RISC-V. I membri fondatori includono Nvidia, Google, IBM e Qualcomm. Nel 2020, la Fondazione RISC-V è diventata RISC-V International.

Il caso dell'hardware open source

Il concetto fondamentale alla base di RISC-V è che “la tecnologia non persiste nell’isolamento”. È semplicemente più efficiente ed efficace se ogni azienda potesse semplicemente aderire a un unico standard invece di creare tutto ciò di cui ha bisogno da zero. La Fondazione RISC-V sostiene che il mondo ha bisogno di RISC-V per evitare “la frammentazione, la biforcazione e l’istituzione di molteplici standard”. RISC-V, nonostante il nome, non riguarda RISC contro CISC, ma open source contro chiuso fonte.

RISC-V si oppone agli ISA closed-source in generale, ma in particolare a x86 e ARM. In origine, x86 era l'unica proprietà intellettuale di Intel, ma successivamente AMD ha acquisito tutti i diritti su x86 dopo una lunga battaglia legale terminata nel 1995. Le CPU x86 rappresentano la maggior parte dei mercati desktop, laptop e server, quindi RISC-V International è comprensibilmente preoccupato per un duopolio proprietario Intel e AMD.

Ma perché ARM è nella stessa lega di Intel e AMD secondo RISC-V International? ARM non è molto più aperto di x86? Ebbene sì, ma non è open source. Per utilizzare l'architettura ARM, è necessario pagare ad ARM i costi di licenza dell'azienda. Le aziende che dispongono di una licenza ARM possono solo modificare il core anziché progettarne uno nuovo. Ciò non ha impedito ad aziende come Apple e Qualcomm di realizzare processori ARM impressionanti, ma ciononostante un'azienda ha pagare milioni di dollari solo per avere il privilegio di utilizzare alcuni core che possono solo essere aggiunti, non modificati radicalmente.

Qual è il futuro di RISC-V?

Uno degli obiettivi principali di RISC-V International è la crescita del mercato dell'Internet delle cose (IoT). Nella sua presentazione introduttiva, RISC-V prevede che entro il 2030 ci saranno 50 miliardi di dispositivi IoT utilizzati attivamente, circa il doppio di quelli di cui disponiamo oggi. La presentazione fornisce anche un altro dato statistico: il 40% dei circuiti integrati application-specific (meglio conosciuti come ASIC) saranno progettati dagli OEM entro il 2025. Sempre più aziende vorranno progettare su misura i propri chip per i propri prodotti e RISC-V International sostiene che la sua architettura RISC-V consentirà ciò.

RISC-V International non solo è ottimista riguardo al futuro, ma sta diventando sempre più ottimista. A metà del 2019, uno studio prevedeva che entro il 2025 sarebbero stati immessi sul mercato oltre 60 miliardi di core RISC-V. Alla fine del 2020, questo valore è stato rivisto a quasi 80 miliardi, ovvero circa il 14% dell’intero mercato delle CPU.

RISC-V parla di un grande gioco, ma hanno almeno qualche motivo per farlo. Cita uno studio del 2020 che ha concluso che circa il 23% dei progetti ASIC e grid array programmabili sul campo (o FPGA) incorporavano almeno un processore RISC-V. Seagate, il produttore del disco rigido, lo è sviluppando due chip RISC-V per dischi rigidi e afferma di triplicare le prestazioni degli altri processori, sebbene non abbiano mai definito cosa fossero gli "altri processori". Alibaba utilizza RISC-V nella CPU del suo server Xuantie 910.

All'inizio del 2020 i membri RISC-V erano circa 600. Oggi sono oltre 2.400. Dal 2022 al 2025, la Fondazione RISC-V prevede la “proliferazione delle CPU RISC-V” in tutto il mercato delle CPU: calcolo ad alte prestazioni, cloud, IoT, impresa, consumatore, ecc. Non è chiaro cosa ci sia in serbo per RISC-V dopo il 2025 poiché tutte le tabelle di marcia sembrano fermarsi a quel punto, ma se se le cose andranno bene per RISC-V nei prossimi tre anni, possiamo aspettarci roadmap più ottimistiche per gli anni successivi 2025.

RISC-V può competere con x86?

È troppo presto per chiamare. La RISC-V Foundation certamente non si aspetta di superare i titani x86 Intel e AMD prima del 2025 poiché si aspettano di catturare solo il 14% del mercato, il che è significativo ma lascia comunque per lo più il duopolio x86 intatto. Sebbene RISC-V abbia grandi aspirazioni, oggi l'ISA non è ancora molto popolare, con server x86 che dominano, computer portatilie desktop, mentre ARM domina i dispositivi mobili e si sta facendo strada nei segmenti dominati da x86.

Non possiamo dire in un modo o nell’altro dove andrà a finire RISC-V. Quello che possiamo dire è che c’è un grande slancio per RISC-V e l’hardware open source e che l’energia deve andare da qualche parte.

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