Процессоры RISC-V

1.

Процессоры RISC-V
Соколов А. Ю.
Kirov OpenSource Community

2.

Что такое процессор?
Микросхема, исполняющая машинные инструкции, выполняющая
вычислительные и логические операции с данными
2

3.

Архитектура процессора (ISA)
Представление процессора для программиста, пишущего код в виде
машинных инструкций:
регистры (количество, разрядность, особенности)
форматы данных
система команд
CISC и RISC
Накладывает ограничения на типы оптимизаций, которые можно легко
добавлять в процессор
3

4.

Распространенные закрытые архитектуры
x86
Большинство настольных
компьютеров, ноутбуков,
серверов
Intel, AMD
CISC
ARM
Смартфоны, планшеты,
компьютеры Apple
ARM Ltd
RISC
4

5.

RISC-V — свободная архитектура
Кто угодно может разрабатывать и продавать процессоры RISC-V для
любого применения без всяких ограничений. Лицензия CC-BY-4.0
(«делайте с моим произведением всё что угодно, только указывайте
моё авторство»)
Не нужно платить лицензионный сбор (ARM Ltd требует от 1 млн
долларов лишь за право использования своей системы команд,
запрещая при этом какие-либо изменения) и вести переговоры
Гибкость - возможность свободной разработки расширений,
добавления команд и регистров для специфического применения
5

6.

RISC-V — модульная архитектура
Примеры маркировки:
RV32I
RV64GC
6

7.

RISC-V — свободная архитектура
RISC-V допускает появление процессоров с открытым кодом. Их
больше 100
Российский микроконтроллер https://github.com/syntacore/scr1
Alibaba (Китай) https://github.com/T-head-Semi
Повторное использование
снижаются расходы на разработку
сокращается срок вывода продукта на рынок
совместимость программ
7

8.

Актуальность свободной архитектуры
Нет гарантии,
сотрудничество
что
разработчик
архитектуры
не
прекратит
Санкции затрудняют международное сотрудничество на базе частной
интеллектуальной
собственности,
а
доступность
процессоров критична
8

9.

История RISC-V
Май 2010 — начало разработки в Калифорнийском университете в
Беркли. 5-ое поколение архитектуры RISC
Май 2011 — первая версия для исследований и образования
2015 — RISC-V Foundation, США, 29 организаций
2017 — поддержка в GCC и GDB
2020 — RISC-V International, Швейцария
2022 — больше 2000 организаций
2023 — 3100 организаций, 70 стран
Миллиарды ядер RISC-V в микроконтроллерах и встраиваемых
компьютерах
9

10.

RISC-V International. Главные (premier)
10

11.

RISC-V International. Стратегические
11

12.

Производительность
Не только микроконтроллеры
Стремление достичь более высокую производительность — одна из
причин разработки RISC-V
Учтен опыт разработки и использования процессоров за последние
десятилетия:
многоядерность, конвейеры, суперскалярность
склеивание команд (macro fusion)
по сравнению с другими архитектурами, в т.ч. x86, программы RISC-V
обычно занимают примерно столько же или меньше места в памяти,
требуют меньше микроопераций
12

13.

Микроконтроллер (chipdip.ru)
13

14.

Российский микроконтроллер «МК32 АМУР»
14

15.

Одноплатный компьютер Lichee Pi 4A
Процессор Xuantie C910 (RV64GCV) 4 ядра, 2,5 ГГц
NPU
Энергоэффективное ядро Xuantie E902
DSP Xuantie C906
LPDDR4 4, 8 или 16 Гбайт
15

16.

Ноутбук
16

17.

Серверные процессоры
Veyron V1 от Ventana Microsystems:
192 ядра
5 нм
3,6 ГГц
Для создания систем хранения данных, веб-хостингов, центров
обработки данных, сервисов потокового вещания и для других типовых
серверных нагрузок
В продаже будет с середины 2023
17

18.

Программное обеспечение
Linux
FreeBSD
OpenBSD
Android — в планах
18

19.

Критика
Готовность исключить российские организации => Недостаточно
свободное сообщество => RISC-X
19

20.

Источники
https://riscv.org/
https://github.com/riscv
20

21.

Спасибо за внимание!
vk.com/kirov_osc
21