چگونه 5 حرف صنعت فناوری را زیر و رو می کنند

در حال حاضر رایانه‌های تک بردی با RISC-V وجود دارد که با Raspberry Pi قابل مقایسه است. همانطور که از آگهی‌های شغلی مشخص شده است، اپل همچنین ظاهراً می‌خواهد از RISC-V در برخی مناطق استفاده کند. از این گذشته، تلاش های اولیه برای ایجاد نوت بوک (بیشتر در riscv.org) و تلفن های هوشمند (بیشتر در tuxphones.com) بر اساس RISC-V وجود دارد.

و سپس این مشکل را داریم که تراشه‌های موجود در گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و غیره نه تنها حاوی هسته‌های پردازنده هستند، بلکه شامل پردازنده‌های گرافیکی، مودم‌های 5G، WLAN، بلوتوث، پردازنده‌های سیگنال دوربین و سایر اجزا هستند. این بخش‌های SoC (سیستم‌های روی تراشه) اغلب از ARM یا تولیدکنندگان شخص ثالث مانند Broadcom می‌آیند. بعید است که ARM به پردازنده‌های گرافیکی خود برای طراحی SoC با RISC-V مجوز دهد. حتی سازندگان “کوچکتر” ممکن است علاقه داشته باشند که لزوماً با ARM سر در نیاورند و تمایلی به مجوز قطعات خود برای طراحی های RISC-V ندارند.

روشن می شود: ARM می خواهد کنترل حتی بیشتر بر اکوسیستم ورزش همکاران Ars Technica آن را حتی با صراحت تر بیان کردند: “ARM به یک شرکت ناپایدار و بی ثبات تبدیل شده است و به نظر می رسد هر جایگزین مناسبی در حال حاضر شانس خوبی برای موفقیت دارد.”

RISC-V: جایگزینی برای ARM؟

اپل دو بار در چنین تلاشی تسلط پیدا کرده است – اخیراً در حرکت به سمت ARM با Rosetta 2، اما اپل یک شرکت ویژه است که طراحی سخت افزار و نرم افزار را زیر یک سقف گرد هم می آورد. از سوی دیگر، مایکروسافت به مدت یک دهه در تلاش بوده تا ویندوز را برای ARM مناسب کند و موفقیت چندانی در این زمینه نداشته است. اپل به‌ویژه می‌تواند به این مرحله بعدی احترام بگذارد – بالاخره تبدیل زمان‌بر از x86 به ARM به تازگی انجام شده است و در چنین مواردی نباید اشتباه هزینه‌ای را دست کم گرفت.

RISC مخفف “Reduced Instruction Set Computer” است. این معماری بیش از 40 سال است که وجود داشته است و از نظر فنی پدر بسیاری از معماری ها از جمله ARM است. همانطور که از نامش پیداست، RISC-V نیز یک پلتفرم مبتنی بر RISC است. در حال حاضر این یک موضوع بزرگ در محافل هکرها و در صنعت نیمه هادی است، زیرا RISC-V منبع باز است و بنابراین بدون مجوز قابل استفاده است.

یکی از احتمالات این است که سازندگان طرح های هسته پردازنده طراحی شده توسط خود شرکت ARM را اتخاذ کنند – این هسته های CPU معمولاً با این واقعیت قابل تشخیص هستند که حاوی “کورتکس” هستند. برخی از شرکت ها مانند اپل نیز طرح های خود را بر اساس معماری ARM ایجاد می کنند. مجوزهای پردازنده های سفارشی ARM به طور قابل توجهی گران تر از مجوزهای طراحی هایی هستند که مستقیماً از ARM اتخاذ می شوند. دقیقاً در این منطقه تنش بود که اخیراً همه چیز بسیار داغ شده است.

نیز وجود دارد نزاع بین کوالکام و ARM. Qualcomm یکی از مشتریان قدیمی مجوز ARM، مهم‌ترین تولیدکننده تراشه‌های گوشی‌های هوشمند در جهان و یکی از مشتریان اصلی ARM است. شرکت دیگری به نام Nuvia که توسط مهندسان سابق تراشه‌های اپل تأسیس شده بود، همچنین دارای مجوز ARM بود. از آنجا که آنها می خواستند تراشه های بسیار تخصصی مانند سرورها بسازند، مجوز خاصی داشتند که به آنها اجازه می داد طرح های سفارشی مبتنی بر ARM ایجاد کنند.

امروزه معماری‌های پردازنده مستقر x86 و ARM هستند. با این حال، با RISC-V، یک چالش جدید وجود دارد.

اینجاست که گوگل وارد می شود. گوگل می گوید: ما در کنار معماری ARM و x86 (که سال هاست در فضای اندروید مورد غفلت قرار گرفته است) اندروید را به روی نوع دیگری از پردازنده ها باز می کنیم. RISC-V در نظر گرفته شده است که به یک پلتفرم “Tier 1” برای Android تبدیل شود، یعنی با ARM در حال توسعه رفتار شود. این خبر مثل بمب زده شد.

یک چیز واضح است: سازندگان تراشه دیگر علاقه ای به ARM به عنوان دروازه بان ندارند. صرفه جویی در حق امتیاز در ARM به معنای کسب میلیاردها دلار بیشتر است و RISC-V وسیله ای مناسب برای آن است. این واقعیت که RISC-V منبع باز است در اصل عالی به نظر می رسد، اما اجازه دهید خودمان را گول نزنیم: ARM عقب نشینی نمی کند و تلاش زیادی برای اثبات موقعیت خود خواهد کرد. این تحول در مورد قدرت بازار، سیاست اقتصادی و میلیاردها دلار است. جالب است که ببینیم بازار تراشه در 5 تا 10 سال آینده چگونه خواهد بود. با این حال، به نظر من، RISC-V قطعا نقشی خواهد داشت.

RISC-V همچنین می تواند برای هواوی مهم باشد. شرکت تابعه تراشه‌های هوآوی، Hisilicon، علی‌رغم ممنوعیت تجارت ایالات متحده، اجازه دارد با ARM برای تراشه‌های Kirin کار کند، زیرا ARM یک شرکت بریتانیایی است. اما این هنوز یک همکاری نامشخص در بسیاری از سطوح است. تکیه بر سخت افزار منبع باز، همانطور که هواوی در حال حاضر در زمینه نرم افزار HarmonyOS خود انجام می دهد، به معنای ثبات است. سایر شرکت های چینی نیز به RISC-V متکی هستند. به عنوان مثال، غول خرده فروشی علی بابا، یکی از بزرگترین حامیان معماری است، و ZTE همچنین می خواهد احتمالات را در منطقه RISC-V بررسی کند.

RISC-V یک معماری پردازنده است. همچنین می توانید بگویید: زبانی که پردازنده ها به آن صحبت می کنند. وقتی یک توسعه‌دهنده برنامه‌ای را کامپایل می‌کند، یعنی آن را از یک زبان برنامه‌نویسی به زبانی ترجمه می‌کند که پردازنده اصلی رایانه شخصی یا تلفن هوشمند آن را درک می‌کند، برنامه مربوطه به اصطلاح به کد ماشین ترجمه می‌شود، یعنی دستورالعمل‌های ریاضی برای پردازنده. معماری تنظیم می کند که این کد ماشین چه دستوراتی را می تواند اجرا کند.

یک مشکل در گذشته دقیقاً ماهیت منبع باز RISC-V بود. برای مدت طولانی، اکوسیستم گسترده ای از برنامه های افزودنی و سازگاری برای معماری پردازنده وجود داشت و حداقل مجموعه ای از دستورالعمل ها باید قبل از نوشتن نرم افزار برای RISC-V تعریف می شد. با این حال، این مرحله اکنون تکمیل شده است فقط اکنون می توان RISC-V را به درستی تجاری کرد. زیرا مرحله طراحی پردازنده های جدید در طول سال ها ادامه دارد.

نتیجه این است که RISC-V یک موضوع بزرگ است، هم در بحث عمومی و هم احتمالا پشت درهای بسته بسیاری از شرکت های بزرگ. علی‌رغم همه هیاهویی که RISC-V در حال حاضر تجربه می‌کند، این پلتفرم به الف) پشتیبانی نرم‌افزاری، ب) سخت‌افزار قدرتمند و ج) تعهد شرکت‌های بزرگی مانند گوگل و آن هم در یک دوره زمانی طولانی نیاز دارد. چنین صورت فلکی به این معناست که RISC-V یک مشکل کلاسیک مرغ و تخم مرغ می تواند – اما این اجتناب ناپذیر نیست.

فرانک نایت
فرانک ریتر، رئیس دفتر GIGA. متخصص اندروید، ویندوز و سرگرمی های خانگی.

کوالکام در اوایل سال 2021 Nuvia را به مبلغ 1.4 میلیارد دلار خریداری کرد. محاسبات پشت خرید: با طرح‌های Nuvia، کوالکام می‌خواست تراشه‌هایی برای لپ‌تاپ‌هایی بسازد که قرار بود از نظر عملکرد با مک‌بوک‌های اپل رقابت کنند. با این حال، ARM نمی‌خواهد کوالکام از طراحی‌های پردازنده‌های Nuvia استفاده کند، زیرا Nuvia مجوز ARM خود را داشت، که با مجوزی که کوالکام دارد متفاوت بود. به همین دلیل، ARM می گوید: مجوز Nuvia در اوایل سال 2022 منقضی شده است، Qualcomm باید لطفاً تمام طراحی های Nuvia را “فراموش کند” و با طرح های خود از نو شروع کند. کوالکام از این موضوع خوشحال نمی شود و از ARM شکایت می کند (در ElectronicDesign.com بخوانید). در نهایت، کوالکام همچنین مجوز «گران‌تر» از ARM برای ایجاد طرح‌های پردازنده‌های خودش را دارد.

x86 بیشتر از پردازنده های Intel و AMD که در رایانه های شخصی اجرا می شوند و همچنین در دو نسل اخیر کنسول های سونی و مایکروسافت شناخته شده است. پردازنده‌های ARM تقریباً همه گوشی‌های هوشمند و اکثر تبلت‌ها را در اختیار دارند. هسته‌های ARM در Raspberry Pi، Nintendo Switch، در بسیاری از خودروها و تلویزیون‌ها و همچنین در سیستم‌های به اصطلاح جاسازی شده که برای صنعت مهم هستند، یافت می‌شوند. از سال 2020، ARM در رایانه های “بزرگ” اپل نیز نصب شده است، یعنی مک، مک بوک، آی مک و مانند آن. اپل در آخرین مراحل انتقال خطوط تولید خود از x86 به پردازنده های ARM است. چرا این قدم بزرگ؟ با تراشه‌های M1 و M2 خود طراحی شده مبتنی بر ARM، اپل کنترل بیشتری بر طراحی‌های پردازنده دارد، بنابراین می‌تواند عملکرد بیشتر و بهره‌وری انرژی بهتر، یعنی عمر باتری را از دستگاه‌ها خارج کند.

همچنین باید در نظر داشت که تغییر در مقیاس بزرگ در معماری همچنین مستلزم “خسارت جانبی” است. تا زمانی که اکثر برنامه های مربوط به کاربران با معماری جدید تطبیق داده شوند، زمان اضافی خواهد گذشت. در همین حال، برنامه‌هایی که برای پلتفرم‌های سازگار با ARM نوشته و کامپایل شده‌اند، در RISC-V عملکرد خوبی ندارند زیرا باید شبیه‌سازی شوند. ساخت یک شبیه ساز با کارایی بالا به معنای تلاش بیشتر است.

بنابراین اگر اندروید بر روی RISC اجرا شود، شرکت‌هایی مانند کوالکام فرصتی برای ایجاد طراحی‌های پردازنده‌ای خواهند داشت که به هوس‌های ARM وابسته نیستند. این برای سازندگان تراشه منطقی است، زیرا آنها می توانند اینگونه باشند صرفه جویی در هزینه های مجوز بسیار زیاد در ARM.

بنابراین، آیا RISC-V اکنون نجات است؟ مشخص نیست. هنوز مدتی طول می کشد تا اندروید برای RISC-V آماده شود، خود گوگل می گوید “چند سال”. از سپتامبر، گوگل وصله‌های RISC-V را در AOSP، یعنی کد منبع باز اندروید، می‌پذیرد. تا کنون فقط یک نسخه خط فرمان اندروید برای RISC-V وجود دارد، Google فقط در حال ایجاد یک رابط کاربری گرافیکی است. همچنین لیست طولانی کارهای قبل از آماده شدن Android برای RISC-V برای بازار وجود دارد. با این حال، سازندگان مشهور تراشه قبلاً علاقه زیادی به RISC-V ابراز کرده‌اند: سامسونگ می‌خواهد بررسی کند که چه گزینه‌هایی در این زمینه وجود دارد، کوالکام قبلاً از RISC-V در ارتباط با تراشه‌های اسنپدراگون خود یاد کرده است. که قطعا می توان آن را در نظر گرفت به چالش کشیدن برتری ARM ارزیابی کنید.

RISC-V هنوز در مراحل ابتدایی است

برای اولین بار، Nvidia می خواست ARM را از شرکت فناوری ژاپنی Softbank به قیمت 40 میلیارد دلار خریداری کند. این تصاحب به دلیل نگرانی های ضد انحصار شکست خورد، اما این مبلغ نشان می دهد ARM از چه موقعیتی در صنعت نیمه هادی برخوردار است.

گوگل اعلام کرده است که اندروید در آینده از RISC-V پشتیبانی خواهد کرد – به عنوان یک پلتفرم برابر با ARM. به نظر خشک و فنی می رسد، اما می تواند یکی از مهم ترین اخبار فناوری در این دهه باشد.

RISC-V: بازیکن سوم در کنار ARM و x86



منبع

پس زمینه بیشتر در مورد ARM در ویدیوی ما:

قدرت بازار بسیار زیاد: ARM

با این حال، ARM تنها یک معماری پردازنده نیست، بلکه یک شرکت بریتانیایی – ARM Limited است که معماری را توسعه داده است. سازندگان تراشه مانند اپل، کوالکام، مدیاتک، هیسیلیکون و انویدیا مجبورند معماری مجوز از شرکت ARMبرای ساخت پردازنده های سازگار

عملکرد سخت افزار RISC-V در حال حاضر به اندازه CPU های ARM نیست. این نیاز به مقیاس پذیری و سرمایه گذاری از سوی تولیدکنندگان بزرگ تراشه دارد. ساخت پردازنده های قدرتمند RISC-V در مقیاس انبوه مطمئناً امکان پذیر است، اما به تعهد مالی زیادی نیاز دارد. سوال اینجاست که آیا یک شرکت بزرگ جرأت می کند این گام را به سوی ناشناخته ها بردارد که قطعا هزینه های میلیاردی خواهد داشت؟ از سوی دیگر، شرکت هایی که جرات انجام این کار را دارند لازم است تا RISC-V به یک رقیب جدی برای ARM تبدیل شود. با نرم افزارهای سازگار می ایستد و می افتد – اندروید برای RISC-V در اینجا بسیار مهم است. فقط: آیا گوگل با پشتیبانی از RISC-V در اندروید قدرت خود را حفظ می کند؟ یا این پروژه، مانند بسیاری از پروژه های دیگر گوگل، به گورستان پروژه های مرده گوگل ختم می شود؟ تولیدکنندگان تراشه به امنیت نیاز دارندکه سرمایه گذاری های میلیاردی آنها ارزشمند است.