АРМ вс. РИСЦ-В: Да ли је један бољи од другог?

Ако желите да направите ЦПУ, а нисте АМД или Интел, постоје два права избора: АРМ и РИСЦ-В. Али које су разлике између то двоје и зашто компаније бирају једно од другог? Ова питања су у основи испреплетена са различитим филозофијама о хардверу отвореног кода и ономе што је најбоље за процесорску и рачунарску индустрију.

Шта су АРМ и РИСЦ-В?

АРМ и РИСЦ-В су архитектуре скупа инструкција или ИСА. ИСА је основа процесора и најосновнија је и основна компонента сваког ЦПУ-а. Оба ИСА су дизајн рачунара са смањеним скупом инструкција (или РИСЦ), што значи да су основне инструкције којима ЦПУ има приступ инхерентно једноставне, али идеално брзе за израчунавање. „Р“ у АРМ-у заправо значи РИСЦ (иако се АРМ више не третира као акроним), тако да су у том смислу два ИСА слична.

Оригинални дизајнер АРМ-а био је Ацорн Цомпутерс, са седиштем у Британији. Године 1990, Ацорн Цомпутерс је одвојио тим за дизајн процесора у Адванцед РИСЦ Мацхинес, касније АРМ Лтд. АРМ-ов пословни модел лиценцирања настао је 90-их кроз партнерство са Аппле-ом, које је помогло у развоју АРМ6 архитектуре која је лансирана 1992. године. Од тада, АРМ лиценцира АРМ архитектуру компанијама које могу да је плате.

РИСЦ-В, напротив, је ИСА потпуно отвореног кода и без накнаде. Почео је да се развија 2010. године као пројекат Лабораторије за паралелно рачунарство УЦ Беркелеи, али је током 5 година постао нешто много веће. На крају се 36 технолошких компанија окупило да подрже РИСЦ-В и основале РИСЦ-В фондацију. Фондација РИСЦ-В је 2020. преименовала себе у РИСЦ-В Интернатионал.

АРМ и РИСЦ-В су далеко од једине ИСА на тржишту, али су међу најпопуларнијим осим к86 (који је ексклузиван за Интел и АМД) и Повер (који је донедавно био ексклузиван за ИБМ, а сада је отворен извор).

Једна од уобичајених мотивација за АРМ и РИСЦ-В је њихов другачији приступ затвореном изворном коду к86 ИСА, који је до недавно био најкоришћенији ИСА на свету на различитим тржиштима. к86 ИСА није тако универзалан или хегемоничан као што је некада био, али и Интел и АМД су и даље доминантне снаге у тржишта десктопа, лаптопа и сервера, као и моћне силе на неким мањим тржиштима као што су конзоле за игре и 5Г мрежни сервери.

Иако су и АРМ и РИСЦ-В уједињени у жељи да одузму тржишни удео од к86, они се такође такмиче једни против других. АРМ-ов пословни модел и филозофија дизајна били су један од мотивационих фактора који стоје иза развоја РИСЦ-В, и то је главна тачка спорења између два ИСА заснована на РИСЦ-у.

Затворени извор вс. отвореног кода

У срцу разлика између АРМ-а и РИСЦ-В је питање затвореног и отвореног хардвера. АРМ је затворен извор, док је РИСЦ-В опен соурце. Вероватно сте чули за ове термине у вези са софтвером, али шта то значи за хардвер?

У основи се ради о интелектуалној својини (или ИП) и правима на коришћење те интелектуалне својине. На пример, само Интел и АМД могу да праве модерне к86 процесоре јер по закону имају ИП права на њих. Хардвер отвореног кода је скоро супротан јер се усредсређује на дизајн који свако може слободно да користи и мења како му одговара. Овде се сукобљавају филозофије АРМ-а и РИСЦ-В, јер иако АРМ издаје лиценцу за своје архитектуре (за разлику од Интела и АМД-а), компанија је на крају и чувар капије.

Вратимо се пословном моделу сваког ИСА. АРМ ИСА је у власништву компаније АРМ Лтд, која зарађује новац лиценцирајући архитектуру компанијама које то могу приуштити. Основна АРМ језгра је дизајнирала и развијала сама АРМ Лтд, а компаније попут Аппле-а и Куалцомм-а могу да додају та језгра како би задовољиле своје потребе.

Аппле М1 и Куалцомм Снапдрагон процесори су и даље АРМ, али су прилагођени. То је исто као разлика између Интел и АМД ЦПУ-а, и упркос огромним разликама између Цоре и Ризен или Ксеон и Епиц, сви су они и даље к86 ЦПУ-и.

Међутим, компанијама које користе АРМ ИСА није дозвољено да модификују само основно језгро. РИСЦ-В Интернатионал и компаније које користе РИСЦ-В виде ово као велико ограничење, а у комбинацији са накнадама за лиценцирање чини коришћење АРМ-а непожељним. Коју алтернативу нуди РИСЦ-В?

За почетак, компаније могу бесплатно да користе РИСЦ-В ИСА: без накнада за лиценцирање, без тантијема, без обавеза. Компанијама је такође дозвољено да раде шта год желе са РИСЦ-В језгрима. Ово дефинитивно смањује баријеру за улазак у прављење било ког ЦПУ-а, прилагођеног или не.

Али, као што заговорници софтвера отвореног кода обично кажу, „отворени код не значи бесплатан“. Компаније које користе РИСЦ-В су нису обавезни да деле своје иновације ни са ким, иако су слободни да лиценцирају и продају свој ИП баш као и АРМ моћи.

И АРМ Лтд и РИСЦ-В Интернатионал желе да унапреде рачунарску индустрију, али имају различите идеје о најбољем начину да то ураде. У суштини, разлика између АРМ-а и РИСЦ-В се своди на то колико централна власт може да одлучи и ограничи.

Зашто изабрати АРМ или РИСЦ-В?

Да бисмо одговорили на ово питање, разговарали смо са извршном директорком РИСЦ-В Интернатионал-а Калистом Редмонд. Она је објаснила да тамо где су некада произвођачи чипова могли сами да се баве сваким делом производње, данас већина компанија мора да ради са другим компанијама да би ствари обавиле. АРМ лиценцира свој ИСА Аппле-у, који се налази у ТСМЦ-у, на пример. Редмонд ми је објаснила да је ова промена у индустрији помогла у стварању отварања за РИСЦ-В, али је тврдила да постоји још један кључни фактор: тржиште за прилагођене процесоре које се стално шири.

Многе индустрије све више траже да интегришу компјутерске чипове у посао, а Редмонд је тврдио да само РИСЦ-В може да задовољи тако разнолику гомилу купаца. РИСЦ-В својствена модуларност и слобода дизајна чине га идеалним избором, тврдила је. Штавише, у поређењу са АРМ-ом, нема потребе за преговорима о лиценцирању и накнадама, што га чини бржим и јефтинијим за коришћење РИСЦ-В. Ако компанија не жели да користи основни РИСЦ-В дизајн и такође не жели да га дизајнира на свом сопственим, може да ради са другим РИСЦ-В компанијама за лиценцирање ИП-а, што може бити јефтиније од проласка АРМ.

Такође су ме занимале компаније које користе РИСЦ-В. Интел је, на пример, члан РИСЦ-В Интернатионал, али такође производи к86 процесоре. Зар Интел не би видео РИСЦ-В као конкурента, а не партнера? Редмонд је објаснио да се то своди на различите послове компаније Интел. Интел прави к86 процесоре, али такође поседују сопствене фабрике, што је сада јединствена карактеристика Интелове структуре. Интелу је исплативије да направи РИСЦ-В процесоре него да то не уради.

Још један члан РИСЦ-В, Нвидиа, види РИСЦ-В ЦПУ као значајан додатак својим ГПУ-има, чак и када је компанија тежила договор за куповину АРМ-а.

Тед Спеерс, шеф архитектуре и планирања производа у Мицроцхип-у и члан одбора у РИСЦ-В Интернатионал, рекао нам је да где је њена подружница, Мицросеми, некада користила АРМ у свом систему на дизајну чипова (С0Ц), данас су њени водећи СоЦ засновани на РИСЦ-В ЦПУ-има уместо тога. Према Спеерсу, ово је било због нижих трошкова развоја и лиценцирања, бољих дугорочних изгледа и флексибилности и боље способности да се задовоље јединствене потребе које би имао Мицросеми ФПГА СоЦ. Такође је приметио да пошто Мицросеми није био посебно уграђен у АРМ екосистем и није се посебно ослањао на АРМ ИСА, транзиција није била тако тешка колико је могла бити.

Са своје стране, АРМ тврди да има много више новца за финансирање истраживања и развоја и развој технологије за своје клијенте, док РИСЦ-В Интернатионал не нуди и само пружа ИСА. АРМ је такође изразио забринутост да би употреба РИСЦ-В могла довести до „фрагментације“, што је у суштини недостатак стандарда у читавој индустрији што ствара препреку за компатибилност и хардвера и софтвер. Пошто АРМ обезбеђује стандардизована језгра, избегава се ризик од фрагментације. Док РИСЦ-В види ову стандардизацију као слабост, АРМ тврди да је то снага.

АРМ поставља добру тачку. Многе компаније су савршено задовољне технологијом коју пружа, иако никоме није дозвољено да је потпуно модификује. Аппле прави моћне АРМ ЦПУ-е не само за Мацбоок-ове већ и за Мац десктоп рачунаре, а очекује се да ће Амазонов Гравитон серверски ЦПУ пружити одређену конкуренцију Интеловом Ксеону и АМД-овом Епиц-у. Такође је корисно да Андроид ОС може да ради на било ком смартфон.

Међутим, да ли сви заиста треба да користе АРМ само да би били сигурни да је све на истом ИСА? Није интуитивно да мој телефон треба да има иста ЦПУ језгра као Мицросемијев ФПГА СоЦ, на пример. Образложење које ми је АРМ дао за коришћење његовог ИСА уместо РИСЦ-В изгледа мало климаво ван рачунара и сервера крајњих корисника.

На крају ће се на тржишту одлучити која је ИСА супериорнија. Годинама су АРМ-ово упориште били телефони, али ИСА види све већу употребу у другим секторима. Производи попут Самсунг Галаки Боок Го, АРМ базиран Виндовс лаптоп, и Аппле-ови Мацбоок-ови са М1 погоном изазивају Интел и АМД на тржишту лаптопова. АРМ серверске процесоре развијају Амазон и Ампере, још једна експанзија на традиционално к86 територију.

У међувремену, РИСЦ-В види свој највећи пут за експанзију у индустријском сектору, ИоТ уређајима и А.И. Ово није врста АРМ вс. к86 туча коју данас видимо, али тешко је замислити да је АРМ у реду са РИСЦ-В-ом који би потенцијално могао да савлада ова тржишта у развоју. До 2025. године, РИСЦ-В је веома уверен да ће чак 14% целокупног тржишта процесора користити РИСЦ-В процесоре.

Мораћемо да сачекамо и видимо чија се визија будућности испостави да је тачна, али за сада је јасно да и РИСЦ-В и АРМ хардвер има своје место на тржишту.

Препоруке уредника

• Шта је РИСЦ-В?