RISC-V CTO: No dictaremos el diseño de chips como Arm y x86 • The Register
Mark Himelstein habla sobre el futuro y los desafíos de la ISA abierta
mar 4 ene 2022
Las tecnologías de chips de Arm y x86 están recibiendo la mayor atención en medio de la escasez de semiconductores y las guerras comerciales. Pero en el fondo, la arquitectura de chips RISC-V de código abierto está emergiendo sigilosamente como una tercera arquitectura viable que es más barata, flexible y libre de intrigas políticas.
RISC-V a menudo se conoce como el Linux de los chips, con ingenieros que colaboran para diseñar, establecer y mejorar la arquitectura. RISC-V International establece la especificación, que es libre de licenciar, y los diseñadores de chips son libres de implementarla como mejor les parezca en sus procesadores y sistemas en chips.
China y Europa se están moviendo hacia RISC-V para obtener silicio de cosecha propia para lograr la soberanía de los chips. Las empresas también están considerando RISC-V para reducir los costos de licencias y regalías asociados con las arquitecturas Arm y x86.
Sin duda, pueden pasar muchos años hasta que RISC-V surja como una alternativa viable a x86 y Arm en PC, servidores y teléfonos móviles. Pero ha tenido un buen comienzo en microcontroladores y FPGA, y ya están disponibles computadoras de placa única con RISC-V. También cuenta con el respaldo de empresas como Google, Apple, Amazon, Intel, Qualcomm, Samsung y Nvidia.
El CTO de RISC-V International, Mark Himelstein, habló con The Register sobre RISC-V y su progreso.
¿Cómo se está comportando RISC-V?
La gente está haciendo cosas que no podía hacer con otras arquitecturas antes de RISC-V. Es gratis. Es flexible. No tienen que pagar a nadie dinero extra para personalizarlo. Nos aprovechamos de la comunidad y de cosas que son muy comunes. Derribamos las barreras corporativas, las barreras nacionales, las barreras culturales, las barreras horarias, y todos compartimos esa parte porque somos parte de esta comunidad.
Puede innovar en un área particular en la que permitimos extensiones no estándar. Es lo mejor de ambos mundos.
¿Cuáles son los retos a los que se enfrentan como empresa de chips de código abierto?
No es como si estuviéramos dictando como Arm y x86. Ejecuté Solaris para Sun. He dirigido otras grandes organizaciones. Le dices a la gente lo que tiene que hacer. Te pones un objetivo y luego lo haces. Aquí, nos estamos asegurando de tener algo coherente que los miembros puedan usar, y avanzar es importante.
Presentamos dos conceptos, uno llamado perfiles y el otro plataformas comunes. Esto es para reducir la fragmentación. Los perfiles son un grupo de instrucciones que funcionan juntas, al igual que se ven las cosas generacionales y otras arquitecturas. Y esas son las cosas que le dirán a los proyectos ascendentes, como compiladores y optimizadores, así como a las distribuciones: "Oye, apunta a este perfil, este es el perfil de la aplicación para 2022. Estas instrucciones trabajan juntas". Lo mismo que estamos haciendo para los sistemas operativos, un montón de cosas en torno a plataformas como discovery, ACPI, SPI.
Hemos tenido un montón de extensiones individuales, y podías adoptarlas o no, pero no había un grupo completo en el que dijéramos: "Mira, en esta generación todas estas funcionan juntas. En esta generación, todos estos componentes del sistema operativo funcionan juntos". [En 2021] los tuvimos. Son nuevos, y eso es muy emocionante. No hemos terminado. Eso es para asegurarnos de que no estamos duplicando esfuerzos, compartiendo todo lo que podamos y no fragmentándonos como comunidad.
Todavía estamos aprendiendo cómo funciona la cultura del contribuidor en una arquitectura de conjunto de instrucciones, porque parte de ella son los arquitectos los que están definiendo este ISA, pero tiene que ver con el fomento del ecosistema de software. Tenemos que asegurarnos de que los compiladores, las bibliotecas y los sistemas operativos estén ahí, y todavía estamos aprendiendo cómo hacerlo.
¿Qué se viene para RISC-V?
Teníamos un gran atraso y lo estamos superando. Lo siguiente es preparar el escenario para las cosas de la próxima generación. Por ejemplo, tanto nuestro grupo de interés especial de AI-ML como nuestro grupo de interés especial de gráficos están interesados en operaciones matriciales avanzadas. Probablemente comenzará a desarrollarse en 2022. Muchas cosas se encuentran en los aceleradores, pero no en las arquitecturas centrales. Vas a ver que algunas de esas cosas empiezan a subir.
Google acaba de convertirse en miembro premier premium. Amazon está trabajando en Greengrass. Por no hablar de Seagate, Western Digital, Nvidia, Huawei, Alibaba. Las personas que producen productos reales están produciendo números reales: cientos de millones de núcleos basados en RISC-V en 2021.
¿Estás persiguiendo GPUs? Creo que la gente se está preguntando sobre los juegos en RISC-V. Los juegos están mejorando en Linux.
No necesariamente vamos tras las GPU. Vamos tras las cargas de trabajo. Tenemos un grupo de miembros que quieren lo mismo. "Sigamos adelante y averigüemos qué se necesitaría para tener éxito en los gráficos en RISC-V, prioricemos el trabajo y tratemos de hacer cosas adicionales primero". Las personas que dirigen el grupo de interés especial o en gráficos dijeron que el sombreado es lo más importante. Para realizar el sombreado, necesita operaciones de matriz. Al mismo tiempo, los chicos de ML van y vienen: "Para hacer estas operaciones de ML, necesito operaciones de matriz". Estamos aunando ese esfuerzo.
¿Cuál es la diferencia entre RISC-V y otros esfuerzos de chips de código abierto como OpenSPARC u OpenPower?
Si las empresas detrás de ellos se van, desaparecen. No pueden valerse por sí mismos.
Si nos fijamos en Linux, había muchos otros sistemas operativos que eran de código abierto en ese momento. ¿Por qué [Linux] tuvo éxito? Parte de ella fue Linus [Torvalds]. Lo segundo es que la gente se sentía suya. No se les impuso. Son dueños de Linux. Lo mismo va a suceder con RISC-V. La gente siente que es dueña de RISC-V, que está ayudando a fabricarlo.
¿Hay algún tipo de interés en el soporte para Windows en RISC-V? ¿Y Android?
Hablé con alguien de Microsoft. Todavía no han llegado a ese punto. Pero están en un montón de cosas de la Fundación Linux. Cuando entramos en la sala, todo lo que queremos hacer es ser buenos ingenieros. ¿Está Windows en el futuro de RISC-V? Probablemente. ¿Será pronto? Probablemente no.
Es mucho más fácil hablar de todas las variantes de Linux (Zephyr, FreeRTOS, Alpine), todas las cosas que se ven en el mundo del código abierto van a ir primero. Es fácil para la gente portarlas, porque las cadenas de herramientas son las mismas, etc. Hemos establecido la estructura para poder admitir Windows en el futuro. Pero, de nuevo, realmente depende de lo que quiera la comunidad. Ahí es donde gastamos nuestro tiempo y dinero.
Android 10 está ahí, [los miembros de RISC-V] están trabajando en Android 12. Al final, Google gana dinero con Google Play Store. Hasta que algún fabricante de teléfonos diga que lo estamos haciendo, [RISC-V] será un ciudadano de segunda clase. Así es como funciona. Y no nos sentimos mal por eso. Google es ahora un miembro principal, ciertamente hemos hablado con ellos sobre Android y solo lleva tiempo para este ecosistema.
Cada vez más industrias no tecnológicas, como la automotriz, están tomando el desarrollo de chips en sus propias manos. ¿Dónde encaja RISC-V?
No creo que [el desarrollo de chips] sea para los mansos de corazón. Creo que verás a la gente asociarse con proveedores de IP RISC-V, como SiFive o Andes. Un grupo de estas empresas tomarán sus solicitudes y diseñarán algo para usted. O te darán la IP para que puedas grabarla en una FPGA. Ha habido un renacimiento en las herramientas EDA, por lo que es más fácil crear una FPGA con un procesador RISC-V, o algo que haga un procesamiento especializado y bombear una FPGA. Eso es mucho menos desalentador.
Hay mucha gente que quiere participar en RISC-V, pero en realidad necesita muestras del chip.
Separemos el problema. Hay algunos que necesitan hardware real incluso para desarrollar su sistema o su chip porque necesitan experimentar. Desde esa perspectiva, este año es un gran punto de inflexión porque hay media docena o más de placas de desarrollo por ahí. Hemos iniciado un programa semilla, estamos tratando de entregar 1,000 tableros a académicos, early adopters y distros para junio de 2022.
Tenemos el intercambio RISC-V en el sitio web de RISC-V. Hay un montón de chips discretos, SOC, placas, servicios de software, que cualquiera puede aprovechar hoy en día.
RISC-V se trata de reducir costos. ¿Está organizando chips RISC-V fabricados a bajo costo?
Estamos hablando de tableros, estás hablando de fichas. Siempre estamos trabajando para agregar más personas al Exchange. Siempre estoy trabajando en reclutar gente. ¿Tenemos a todos los que brindan servicios RISC-V? Absolutamente no lo son. ¿Ya tenemos un montón allí? Absolutamente. ¿Seguiremos atrayendo gente y sumando más gente? Sí. RISC-V Exchange también está recibiendo etiquetas, por lo que podrá buscar algunas de esas entradas y encontrar lo que realmente desea.
¿Se puede costear un chip RISC-V frente a un chip x86 y Arm?
Desde el punto de vista del coste, no importa cuál hagas, tienes que pagar por el silicio. Eso no va a cambiar. Está claro que en lugares como el x86, como el Intel, se paga tanto por el diseño como por el chip.
Luego tienes a los chicos sin fábrica, te venderán un diseño y van a ir a alguna fundición, potencialmente una con la que tengan una relación, y vas a negociar en función del volumen. Eso no va a cambiar. Te va a costar.
No puedo decirte que "esto es lo que costó implementar esta pieza en particular en esta industria en particular si estás usando Arm versus RISC-V versus x86". Es demasiado complicado.
Te sugiero que mires hacia atrás a Linux como el ejemplo aquí. ¿Es más barato enviar Linux que AIX? ¿Cómo se hacen esos precios? Creo que hay otros atributos de Linux que atraen a la gente a usarlo. Es la sensación de que nunca van a sentir fuera de control. Existe la sensación de que pueden influir en el producto y en la industria. Lo mismo ocurre con RISC-V. ®
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