Ако желите да направите рачунар отвореног кода, можете – ако говорите о софтверу. Процесор испод хаубе је, међутим, власнички. РИСЦ-В је дизајн процесора отвореног кода који брзо добија на снази и обећава да ће променити рачунарски пејзаж.
Преглед садржаја
Алтернатива Интел и АРМ дизајну
Тренутно доминирају два дизајна процесора: они које је креирао АРМ и Интелов к86. Иако обе компаније послују у огромном обиму, њихови пословни модели се суштински разликују.
Интел дизајнира и производи сопствене чипове, док АРМ лиценцира своје дизајне дизајнерима трећих страна, као што су Куалцомм и Самсунг, који затим додају сопствена побољшања. Док Самсунг има инфраструктуру за производњу својих процесора у компанији, Куалцомм (и други „фаблесс“ дизајнери) овај важан посао препушта трећим странама.
У случају АРМ-а, ово такође често захтева да даваоци лиценце потпишу уговоре о неоткривању података који су дизајнирани да аспекте дизајна чипа задрже приватним. То није изненађујуће, имајући у виду да његов читав пословни модел није обликован око производње, већ интелектуалне својине.
У међувремену, Интел има своје тајне комерцијалног дизајна под кључем. Пошто су оба типа процесора комерцијална, академицима и хакерима отвореног кода тешко је (ако не и потпуно немогуће) да утичу на дизајн.
Како се РИСЦ-В разликује
РИСЦ-В је потпуно другачији. Прво, то није компанија. Први пут су га осмислили академици 2010 Универзитет Калифорније у Берклију као опен-соурце алтернатива постојећим корисницима без накнаде.
То је слично инсталирању Линук-а уместо Виндовс-а, тако да не морате ништа да купујете или пристајете на било какве оптерећујуће уговоре о лиценцирању. РИСВ-В има за циљ да уради исто за истраживање и дизајн полупроводника.
АРМ такође лиценцира и архитектуру скупа инструкција (ИСА), која се односи на команде које процесор може изворно разумети, и микроархитектуру, која показује како се може имплементирати.
РИСЦ-В само нуди ИСА, омогућавајући истраживачима и произвођачима да дефинишу како заправо желе да га користе. Ово га чини скалабилним за уређаје свих врста, од 16-битних чипова мале снаге за уграђене системе, до 128-битних процесора за суперрачунаре.
Као што име сугерише, РИСЦ-В користи принципе рачунара смањеног скупа инструкција (РИСЦ), исте као и чипови засновани на АРМ, МИПС, СПАРЦ и Повер дизајну.
Шта ово значи? Па, у срцу сваког рачунарског процесора, постоје ствари које се називају инструкције. Најосновније речено, ово су мали програми представљени у хардверу који говоре процесору шта да ради.
Чипови засновани на РИСЦ-у обично имају мање инструкција од чипова који користе рачунар са сложеним скупом инструкција (ЦИСЦ), попут оних које нуди Интел. Штавише, сама упутства су далеко једноставнија за имплементацију у хардвер.
Једноставнија упутства значе да произвођачи чипова могу бити далеко ефикаснији са својим дизајном чипова. Компромис је што ове релативно сложене задатке не обавља процесор. Уместо тога, софтвер их дели на више мањих инструкција.
Као резултат тога, РИСЦ је добио надимак Пребаци важне ствари компајлеру. Иако то звучи као лоша ствар, није. Међутим, да бисте то разумели, прво морате да разумете шта је рачунарски процесор.
Процесор у вашем телефону или рачунару састоји се од милијарди сићушних компоненти званих транзистори. У случају чипова заснованих на ЦИСЦ-у, многи од ових транзистора представљају различите доступне инструкције.
Пошто РИСЦ чипови имају мање једноставнијих инструкција, није вам потребно много транзистора. То значи да имате више простора да урадите много занимљивих ствари. На пример, можете укључити више кеш и меморијских регистара или додатну функционалност за АИ и графичку обраду.
Чип такође можете учинити физички мањим коришћењем мање укупних транзистора. Због тога се чипови засновани на РИСЦ-у из МИПС-а и АРМ-а често налазе у уређајима Интернета ствари (ИоТ).
Потреба за брзином
Наравно, лиценцирање није једини разлог за РИСЦ-В. Давид Паттерсон, који је водио прве истраживачке пројекте у дизајну РИСЦ процесора, рекао је да РИСЦ-В јесте дизајниран да одговори на предстојећа ограничења перформанси процесора који се могу добити од побољшања производње.
Што више транзистора можете да ставите на чип, процесор на крају постаје способнији. Као резултат тога, произвођачи чипова као што су ТСМЦ и Самсунг (који оба производе процесоре у име трећих страна) напорно раде на томе да још више смање величину транзистора.
Први комерцијални микропроцесор, Интел 4004, имао је само 2.250 транзистора, сваки од 10.000 нанометара (око 0,01 мм). Мали, свакако, али у супротности са Аппле-овим А14 Биониц процесором, објављеним 40 година касније. Тај чип (који покреће нови иПад Аир) има 11,8 милијарди транзистора, од којих сваки има 5 нанометара у пречнику.
Године 1965. Гордон Е. Мооре, суоснивач Интела, изнео је теорију да ће се број транзистора који се могу поставити на чип удвостручити сваке две године.
„Сложеност минималних трошкова компоненти порасла је по стопи од отприлике два пута годишње“, написао је Мур у издању часописа Елецтроницс поводом 35. годишњице. „Свакако, краткорочно, може се очекивати да ће се ова стопа наставити, ако не и повећати. На дужи рок, стопа повећања је мало неизвеснија, иако нема разлога да се верује да неће остати скоро константна најмање 10 година.
Очекује се да ће Муров закон престати да се примењује ове деценије. Такође постоји велика сумња да ли произвођачи чипова могу дугорочно наставити овај тренд ка минијатуризацији. Ово важи и за основни научни ниво и за економски.
Мањи транзистори су, на крају крајева, много компликованији и скупљи за производњу. ТСМЦ је, на пример, потрошио преко 17 милијарди долара на своју фабрику за стварање 5 нм чипова. С обзиром на овај зид од цигле, Риск-В има за циљ да се позабави проблемом перформанси гледајући начине осим смањења величине и броја транзистора.
Компаније већ користе РИСЦ-В
Пројекат РИСЦ-В почео је 2010. године, а први чип који користи ИСА произведен је 2011. Три године касније пројекат је изашао у јавност, а убрзо је уследио и комерцијални интерес. Технологију већ користе компаније као што су НВИДИА, Алибаба и Вестерн Дигитал.
Иронија је у томе што у РИСЦ-В нема ничег револуционарног. Темељ белешке на својој веб страници: „РИСЦ-В ИСА је заснована на идејама рачунарске архитектуре које датирају најмање 40 година.“
Оно што је, међутим, револуционарно, јесте пословни модел – или недостатак истог. То је оно што излаже пројекат експериментисању, развоју и, потенцијално, неспутаном расту. Као Фондација РИСЦ-В такође бележи на својој веб страници:
„Интерес је зато што је то заједнички бесплатни и отворени стандард на који се софтвер може пренети и који омогућава свакоме да слободно развије сопствени хардвер за покретање софтвера.
У тренутку писања овог текста, РИСЦ-В чипови су углавном радили иза кулиса у фармама сервера и као микроконтролери. Остаје да се види да ли постоји потенцијал да се уздрма дуопол АРМ/Интел ИСА у потрошачком простору.
Међутим, ако садашњи руководиоци стагнирају, у домену је могућности да би тамни коњ могао да галопира и промени све.