Навукоўцы пераадолелі сур'ёзны бар'ер у галіне камп'ютарнага дызайну

Нават калі вы не працуеце ў сферы IT, вы, напэўна, чулі пра розныя мовы праграмавання і разметкі, напрыклад, Python, C++, JavaScript ці HTML. Спецыялісты могуць доўга абмяркоўваць плюсы і мінусы кожнай з іх, але ўсе яны маюць нешта агульнае: іх інструкцыі павінны ператварыцца ў радкі адзінак і нулёў, якія могуць разумець і выконваць камп'ютарны чып. Гэта забяспечвае агромністую колькасць рэчаў, да якіх мы звыклі: ад адпраўкі электронных лістоў да прагляду Netflix.

Гэты працэс, які разгортваецца глыбока ў сэрцы камп'ютараў, патрабуе архітэктуры набору інструкцый (instruction set architecture, ці ISA) — па сутнасці, гэта набор правілаў, які працуе як перакладчык паміж абсталяваннем («жалезам») і праграмным забеспячэннем камп’ютара. За апошнія некалькі дзесяцігоддзяў у электронных прыладах дамінуюць дзве ISA: x86 (найбольш распаўсюджаная ў персанальных камп’ютарах) і ARM (вырабляецца аднайменнай кампаніяй і выкарыстоўваецца ў большасці мабільных прылад).

Абедзве ISA, як правіла, дарагія, таму што тэхналагічныя кампаніі павінны плаціць вялікія ліцэнзійныя зборы за іх выкарыстанне. І яны прапануюць толькі пэўныя тыпы інструкцый, устаноўленых некалькімі вытворцамі, уключаючы Intel і кітайскую кампанію пад назвай Zhaoxin. Але да гульні далучыўся трэці ўдзельнік. Як гэта можа хутка змяніць правілы індустрыі, тлумачыць выданне Inverse.

Узыходжанне RISC-V

Цяпер бясплатная і адкрытая сістэма пад назвай RISC-V можа дазволіць вынаходнікам даць волю фантазіям і дапамагчы ўкараненню некаторых футурыстычных тэхналогій. Інфарматыкі з University of California ў Берклі стварылі RISC-V у 2010 годзе (вымаўляецца як risk-five, дзе першыя літары абазначаюць reduced instruction set computer, ці «камп’ютар са скарочаным наборам інструкцый».) У той час прафесары шукалі найлепшы спосаб навучыць студэнтаў камп’ютарнай архітэктуры і камп’ютарнаму дызайну.

Да RISC-V інфарматыкі, якія працуюць у акадэмічных колах, часта вынаходзілі ўласныя наборы камп'ютарных інструкцый для сваіх даследчых праектаў, каб пазбегнуць юрыдычных, фінансавых і творчых абмежаванняў. Натуральна гэта ўскладняла для навукоўцаў абмен сваёй працай.

Але апошнія гады RISC-V увайшоў у свет тэхналогій як бясплатны набор і адкрыты стандарт, які можа выкарыстоўвацца практычна кожным у любой форме. Google, які выступіў адным з заснавальнікаў RISC-V International, заяўляў, што збіраецца інтэграваць стандарт у смартфоны і іншыя прылады Android. Цікавасць праяўляе і Intel, нягледзячы на ​​тое, што кампанія з'яўляецца рухаючай сілай ISA x86.

Адзін з самых вядомых вытворцаў чыпаў, кампанія Qualcomm, якая таксама выступае адной з заснавальніц RISC-V International, у снежні мінулага года абвясціла, што ўжо паставіла каля 650 мільёнаў ядраў RISC-V для мабільных прылад, аўтамабіляў, пашыранай рэальнасці і інтэрнэту рэчаў (IoT). Гэта робіць ISA RISC-V адной з асноўных тэхналогій для Qualcomm, а Qualcomm — адным з лідараў укаранення RISC-V. Паводле кампаніі, сапраўды цікавая частка заключаецца ў тым, што RISC-V можа быць наладжана ў адпаведнасці з канкрэтнымі патрэбамі.

Што ўсё гэта значыць для паўсядзённага жыцця?

Павялічыць

Больш даўгавечная тэхніка

RISC-V прапануе дзве відавочныя перавагі. 

Па-першае, RISC-V адносна просты. Калі тэхналагічныя кампаніі плацяць за ліцэнзаванне большасці запатэнтаваных ISA, яны не могуць выбіраць, якія часткі інструкцый яны хочуць. Таму ISA могуць пастаўляцца з мноствам непатрэбнай інфармацыі, якая можа запаволіць працу прылад.

Але з чыпамі RISC-V вытворцы прылад могуць наладжваць свае асабістыя інструкцыі. Без усялякай дадатковай інфармацыі спажывецкая электроніка (смартфоны і камп'ютары), а таксама бытавая тэхніка (напрыклад, пасудамыйкі ці халадзільнікі) могуць працаваць з меншым спажываннем энергіі, патэнцыйна павялічваючы тэрмін службы батарэй і эканомячы грошы ў доўгатэрміновай перспектыве.

З улікам таго, што тэхналогія дазваляе кампаніям ствараць цалкам новыя інструкцыі, убаку не застаюцца і тэхналагічныя гіганты, для якіх у прынцыпе не праблемай былі ліцэнзійныя выплаты за старыя ISA. Так, кампанія захоўвання даных пад назвай Western Digital, напрыклад, была адной з першых, хто змясціў RISC-V у камерцыйную прыладу. У 2019 годзе Western Digital абвясціла, што пачне выкарыстоўваць сістэму для вынаходніцтва ўласных інструкцый, каб зрабіць свае прылады для захоўвання інфармацыі больш хуткімі і эфектыўнымі. Ужо можна нават набыць першы ў свеце ноўтбук з працэсарам RISC-V, які паступіў у продаж мінулай восенню.

Тэхналогіі будучыні

Па-другое, апроч прадаўжэння тэрміну службы паўсядзённых прылад, RISC-V таксама ідэальна падыходзіць для маладых галін, якія знаходзяцца на пярэднім краі тэхналагічнага прагрэсу: для развіцця штучнага інтэлекту і машыннага навучання, квантавых вылічэнняў і нават крыптавалют.

Развіццё гэтых галін патрабуе як мага большай вылічальнай магутнасці, але тэхналагічныя кампаніі не могуць разлічваць на дастаткова хуткае ўдасканальванне працэсараў. Таму новыя распрацоўкі павінны будуць абапірацца на некалькі відаў працэсараў адначасова.

У прыватнасці, RISC-V можа павысіць хуткасць развіцця беспілотных аўтамабіляў. Напрыклад, кампанія Ventana стварае чыпы RISC-V для апрацоўкі цэлых гор даных, якія патрабуюцца для карэктнай працы беспілотнікаў. Інтэграцыйныя мажлівасці выглядаюць вельмі перспектыўна са слоў распрацоўшчыкаў: ад магчымасці размяшчэння RISC-V у масіўных серверах даных да самых маленькіх прылад кшталту слыхавых апаратаў.

Перш чым тэхналогія зможа апраўдаць высокія надзеі, распрацоўшчыкам трэба вырашыць шмат праблем. Напрыклад, так як усё гэта адносна новае, многія са спадарожных тэхналогій, якія будуць складаць усю сістэму RISC-V, яшчэ трэба вынайсці, і кампаніі ўжо пакрысе ствараюць сумяшчальныя кампаненты на кожным этапе ланцужка паставак.

• 38
• 0
• 1
• 7
• 3
• 1
• 4
• 0