Brněnská společnost Codasip představila nové procesorové jádro postavené na otevřené instrukční sadě RISC-V. Model A730 má být první z rodiny označované jako 700. Další zástupci série budou představeni v budoucnosti. Tato jádra se mají hodit i na výkonnější aplikace.
A730 je univerzální 64bitové procesorové jádro podporující Linux. Je možné ho provozovat v rámci jedno- či vícejádrových procesorů. Je postavené na architektuře RVA22 a má FPU nebo 128bitový interface AXI-5. Kombinovat ho lze i s dalšími jádry od Codasipu. Ceny nejsou veřejné.
Codasip vyvíjí jádra na RISC-V, což je otevřený standard konkurující ARMu. Firma k tomu poskytuje také software Codasip Studio pro úpravy a návrh. Jádra od brněnské firmy jsou už ve více než třech miliardách čipů. Mezi zákazníky patří Intel (Mobileye) nebo Dahua.
RISC-V je v současné době poměrně žhavé politické zboží. Evropa se na této technologii snaží vyvinou například něco jako “čipový Airbus” nebo akcelerátory do superpočítačů.
RISC-V si oblíbila zejména Čína, která je pod americkými čipovými embargy a neutrální standard jí vyhovuje. RISC-V sice vznikl na univerzitě v Kalifornii, je ale spravován skrze organizaci RISC-V International sídlící ve Švýcarsku. Velká část členů je z Číny, hojné je i zastoupení západu.
USA nyní debatují, zda nějakým způsobem přístup Číny k RISC-V neomezit - například tím, že by americké firmy do standardu nepřispívaly. Komunita je ale výrazně proti a mluví o tom, že by to bylo poprvé, kdy by americká vláda negativně zasahovala do tvorby standardu. Komunita RISC-V přirovnává k JPG, USB, Ethernetu a podobně.
Sám Codasip v oznámení k novému jádru uvedl, že vendor lock-in je v době obchodních válek a změn v licencování riskantní, čím naráží i na ARM a jeho uzavřenost, cenovou politiku a náchylnost k sankcím.
S RISC-V pracuje také například pražský startup Tropic Square. Technologii už používá v rámci chystaného čipu Secure Element a budoucí čip Tropic02 využije i aplikační procesorová jádra.
Výkonný ředitel Tropic Square Jan Pleskač pro Lupu shrnul, proč je podle něj RISC-V zajímavý:
RISC-V získává v čipovém průmyslu stále širší podporu. Přidávají se k němu další firmy, které vyrábějí polovodiče pro chytré telefony, automobily a další zařízení. Například nedávno oznámené konsorcium firem – Qualcomm, Robert Bosch, Infineon Technologies, NXP Semiconductors a Nordic Semiconductors. Ty se nyní spojily a zakládají společnost, jejímž cílem bude rozvíjet otevřenou architekturu RISC-V. To lze obecně považovat za významný krok, který má snížit jejich závislost na licencované technologii od společnosti ARM.
Pro čipový průmysl je skvělou zprávou, že panuje širší shoda na jednotných standardech. Otevřenost je právě tou klíčovou výhodou, která usnadní start novým inovativním firmám a replikování modelu otevřených specifikací do dalších oblastí.
RISC-V je otevřená specifikace instrukční sady procesu, ne nutně open source implementace, jak často bývá zaměňováno. Instrukční sada definuje operace, které procesor umí vykonat. Kdybyste psali program pro procesor ve strojovém kódu (asembleru), máte k dispozici výhradně instrukční sadu daného procesoru. Jiným povelům procesor nerozumí a složitější úkoly je potřeba poskládat z podporovaných instrukcí. Mimochodem samotný název RISC je zkratka z anglického Reduced Instruction Set Computer, tedy počítač s omezenou instrukční sadou.
RISC architektura se zaměřuje obecně na implementaci menšího počtu univerzálnějších instrukcí, které jsou optimalizované na efektivní vykonání dané úlohy. Je na programátorech, jak složité a specializované úlohy naprogramují pomocí sady dostupných relativně univerzálních instrukcí.
Programování ve strojovém kódu se dnes běžně nepoužívá. Používají se vyšší programovací jazyky, například C, C++ nebo Rust, které se pomocí překladače (typicky gcc) překládají na strojový kód pro daný procesor. Toto je stejné pro všechny další platformy, ať už x86, nebo ARM, MIPS, PowerPC a další. Tak v čem je ten RISC-V tak výjimečný?
Je to právě otevřená specifikace, která odděluje funkcionalitu od implementace. Poprvé v historii dochází k oddělení vlastnictví instrukční sady od výrobců hardwaru, kteří procesory implementují. Tato otevřenost přináší příležitost pro inovace, možnost vytvářet hardwarové optimalizace na konkrétní segmenty trhu a specifické softwarové úlohy.
Otevřenost přináší konsolidaci/komoditizaci některých vývojových procesů a relativně snadnou zaměnitelnost v dodavatelských řetězcích. Současně umožňuje open source implementaci a auditovatelnost implementace, ačkoli je to spíše vedlejší efekt než motivace, která stojí za popularitou RISC-V.
Auditovatelnost a dostupnost, které open source řešení přirozeně nabízí, jsou jednoznačné důvody pro nasazení RISC-V procesorů v čipech od Tropic Square. Z pohledu auditovatelnosti čipu bychom před deseti lety měli jen dvě možnosti – procesor nepoužít, nebo udělat vlastní návrh procesoru s vlastní instrukční sadou. Obě varianty jsou nevyhovující z různých technických, projektových i investičních důvodů.
Dostupnost použitelných funkčních celků (IP bloků z anglického intellectual property) umožňuje návrhářům čipů IP bloky integrovat a zaměřovat se na vlastní produktová specifika. Design IP jako obecného funkčního celku je vhodné přenechat specializovaným subjektům v IP segmentu. Případně s nimi spolupracovat na úpravách řešení pro potřebnou optimalizaci.
Open source a auditovatelnost je v oblasti návrhu hardwaru na začátku. To ale neznamená, že tady není poptávka nebo že se daný segment nevytváří. Auditovatelný hardware je klíčovou součástí skutečné bezpečnosti garantované návrhem, ne tvrzením dodavatelů. V oblasti návrhu čipů je vývoj open source návrhových nástrojů (tzv. EDA tools) a IP bloků velkou inovací, která přináší metody softwarového vývoje do návrhu HW. Návrh čipu je již dnes z větší části SW engineering než elektronika, ale vyšší úroveň automatizace návrhu je stále potřeba pro kompenzaci nedostatku vývojářů v oboru.
Právě otevřenost a auditovatelnost je skvělá příležitost pro stávající i zcela nové projekty, především jde ale o mindset a chuť hledat nová řešení na staré problémy místo rezignovaného akceptovaní, že to nejde. Pro Českou republiku je zde příležitost zapojit se do globálního dodavatelského řetězce a stát na samém počátku inovací v čipovém segmentu. Díky otevřenosti nemusíte nikoho žádat o svolení a rovnou začít vyvíjet. Tradici v čip designu máme v Česku významnou, jen se o tom moc neví.
Otevření návrhu elektroniky už od návrhu čipů je obrovská příležitost pro samotný efektivnější proces návrhu, větší příliv studentů a softwarových expertů do oboru, otevření se inovacím v oblasti návrhových nástrojů, využití strojového učení a umělé inteligence a tak dále.
V konečném důsledku to přinese větší množství optimalizovaných řešení na trhu a větší flexibilitu pro vývojové týmy. Otevřenost rovněž pomůže řešit současný celosvětový problém s nedostatkem vývojářů a umožní realizovat lepší integraci a optimalizaci produktů. Je to příležitost pro systémové firmy vytvářet lepší produkty pomocí čipů šitých na míru řešené problematice.
ČLÁNKY DO MAILU