RISC-V: архитектура, которую будут развивать в РФ. Перспективы и возможности в России и мире

RISC-V — это архитектура набора команд (ISA) для микропроцессоров, которая за последние пару лет стала весьма упоминаемой в СМИ и технологических дайджестах. Весной этого года мы уже писали о мифах в отношении архитектуры RISC-V и чипов на ее основе. Сейчас, насколько можно понять, эта архитектура продолжает развиваться, и один из регионов, где это происходит — Россия. На днях была создана ассоциация разработчиков на RISC-V, которая и будет развивать отечественные технологии и саму архитектуру. Подробности — под катом.

Это объединение, которое называют еще и альянсом, ставит своей целью развивать архитектуру RISC-V в России, включая выпуск новых систем на базе этой архитектуры. В ассоциацию вошли достаточно крупные игроки, включая Yadro и «Байкал электроникс», а также разработчик ОС Astra Linux группа «Астра», разработчик технологической программно-аппаратной платформы Vostok и НИУ «Московский институт электронной техники». Стоит отметить, что первые две организации уже занимаются разработкой чипов на базе этой архитектуры. Называется ассоциация «Альянс RISC-V».

Участники, имея неплохой опыт в отрасли RISC-V, планируют развивать экосистему отечественных решений. В частности, планируется обеспечить совместимость этих решений, создание полигона для их тестирования, а также создать общую базу, доступ к которой получат все члены ассоциации.

«Кроме того, работа альянса будет сосредоточена на развитии и адаптации отраслевых стандартов на основе RISC-V, обеспечении ускоренного запуска разработок в массовое промышленное использование, экспертной поддержке разработчиков программного обеспечения, обучении студентов работе с технологиями на базе архитектуры RISC-V», — заявили партнеры того объединения.

Дело в том, что она позволяет создавать гетерогенную вычислительную среду с ядрами, оптимизированными для различных типов вычислений, работающих вместе, непривычно для людей. Стоит отметить, что идея не самая новая. Так, чип
Playstation 3 имел аналогичную архитектуру под названием Cell с ядром общего назначения Power Processor Element (PPE) и векторными процессорами специального назначения Synergistic Processing Elements (SPE).

Кроме того, у RISC-V — открытый исходный код, лицензионных платежей, которые нужны при использовании многих других архитектур, нет. Так что при должном старании архитектуру можно сделать санкционно независимой, поставив во главе угла отечественной электроники.

Однако PPE и SPE имели разные наборы команд, что осложняло работу с архитектурой Cell. У современных систем RISC-V преимущество в одинаковом базовом наборе команд и регистров для ядер всех типов.

Развивается архитектура около 10 лет. В 2015 году ее развитие достигло уже таких высот, что понадобилось даже учредить международную некоммерческую организацию RISC-V Foundation, в которую входят более 1000 членов в 50 странах. Правда, российский альянс не связан с международной организацией.

При поддержке ассоциации «Ростех» в сотрудничестве с Yadro к 2025 г. планирует создать отечественный процессор на базе указанной архитектуры.

Весьма кстати правительство запустило программу выделения субсидий на строительство и развитие технопарков в сфере электроники. В 2023-2025 гг. на эти цели должны выделить около 7,2 млрд рублей. На разработку отечественных RISC-V чипов планируется выделить почти 28 млрд руб.

Что касается технопарков, то компании получают возможность частично возместить затраты на проектирование, а также на строительство, модернизацию, приобретение оборудования, плюс подключение к инженерным сетям. Средства будут направляться регионам, примерно по 300 млн рублей ежегодно в течение трех лет.

Благодаря этому проекту правительство ожидает создание в стране не менее 150 тыс. кв. м современных производственных площадей и до 3 тыс. рабочих мест.

Очень активно развивают у себя RISC-V архитектуру и Китай. В частности, уже создан процессор, а на его основе — первый ноутбук, который работает на процессоре с архитектурой RISC-V. Ноутбук Roma предназначен для разработчиков, которые создают и тестируют софт для платформы RISC-V.

Летом этого года стало известно о «системе на модуле» (SOM), которая объединяет чип RISC-V с четырьмя вычислительными ядрами, графический акселератор и нейропроцессорный блок (NPU). Все это необходимо для ускорения и оптимизации выполнения операций, связанных с искусственным интеллектом и машинным обучением.

Кроме того, летом 2022 года стало известно о том, что в Китае разрабатывается архитектура RISC-X, которая, как можно понять по названию, базируется на RISC-V. При этом, как и основа, новая технология будет открытой и бесплатной, причем не только для китайцев, но и для компаний из любых других стран. Китайцы мыслят масштабно, поэтому новая архитектура для них — запасной вариант на случай, если США попытается при помощи санкций «отлучить» их и от RISC-V, несмотря на открытость этой технологии.

Китайцы взяли за основу RISC-V по той простой причине, что это открытая технология, а значит, на ее основе можно разрабатывать собственные решения, какие угодно. Сейчас центром разработки RISC-V является некоммерческая организация RISC-V International. В нее входит около 1000 разных компаний из 50 стран мира. На данный момент RISC-V используется, в основном, в микроконтроллерах, но на ее основе можно разрабатывать и более производительные решения.

Как китайские, так и зарубежные эксперты считают, что если торговая война будет расширяться, то КНР и ее партнеры потеряют доступ к RISC-V. Ну а значит, единственный вариант продолжения работы с ней — создание похожей технологии, которая будет считаться отдельной разработкой. Освоив эту технологию, Китай сможет создавать любые собственные решения, не боясь санкций.

Ну и да, Индия тоже работает над развитием собственной архитектуры RISC-V. Летом 2022 года правительство страны разработало и анонсировало дорожную карту для проектирования и производства полупроводниковых компонентов, которые базируются на архитектуре RISC-V. Поставлять чипы мирового класса в больших объемах компания собирается к лету следующего года.

Пока что главная проблема отечественной электроники — не архитектура, а изготовление современных чипов внутри страны, по собственным технологиям и с собственным оборудованием. Пока что эта задача выглядит достаточно сложно реализуемой, если вообще выполнимой. К выпуску отечественных чипов по 28 нм техпроцессу правительство рассчитывает перейти не ранее 2030 года. Хотелось бы надеяться, что новая ассоциация сможет ускорить реализацию этого проекта хотя бы немного.