RISC-Vha sido una palabra de moda en la industria durante los últimos años, y ha generado revuelo con una variedad de dispositivos y chips extravagantes de todo tipo de fabricantes. Esta tecnología, que ha recibido muchas críticas, ha tenido dificultades para cumplir con las expectativas, pero poco a poco parece estar más preparada para revolucionar el mercado de semiconductores.

Pero, ¿qué hace que RISC-V sea tan interesante y por qué todos, desde NVIDIA hasta Microsoft, parecen estar invirtiendo en él?

¿Qué es RISC-V?

Una arquitectura de conjunto de instrucciones alternativa

RISC-V es una arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA). Una ISA es una plantilla para el conjunto de instrucciones que una CPU debe ser capaz de interpretar y manejar, así como especificaciones sobre cómo deben funcionar. Se puede pensar en ella como un lenguaje de programación para CPU. Las ISA son importantes porque son lo que hace que el software sea portátil de una CPU a otra: proporciona garantías de que todas las instrucciones individuales de su software son compatibles y están disponibles en la CPU, y que funcionan de una manera específica. RISC-V (pronunciadoRisk-five) fue desarrollado por académicos del Laboratorio de Computación Paralela de Berkeley en 2010 y ahora está administrado por RISC-V International. Los primeros chips RISC se fabricaron en 2011 y, desde entonces, han recibido financiación de todos, desde Microsoft hasta los estados nacionales.

RISC-V no es inherentemente más rápido ni mejor que las ofertas de Arm o Intel, pero como veremos, eso podría no importar.

RISC-V es una ISA alternativa gratuita

Este estándar abierto no requiere costosas tarifas de licencia.

Una diferencia comercial clave entre RISC-V y otras ISA comunes es el hecho de que RISC-V es una licencia de código abierto. Esto significa que las empresas pueden utilizarla libremente y obtener beneficios de ella sin necesidad de pagar tasas de licencia a los propietarios de la licencia. Ese tipo de tasas pueden ser a menudo significativas y se trasladan indirectamente tanto a los consumidores como a las empresas como parte del coste de fabricación de los productos. Es habitual que Arm e Intel también cobren tasas por modificar sus ISA, lo que hace que una divergencia significativa sea aún más cara.

RISC-V está ayudando a resolver un gran obstáculo para las empresas de hardware, ya que muchas empresas pueden querer desarrollar su propia ISA para ahorrar en las tarifas de licencia, pero sólo unas pocas están operando en la escala necesaria para tener siquiera una posibilidad de ser rentables (si es que logran igualar el rendimiento y las características estándar). Es por eso que muchas grandes empresas, incluidas Google, Nvidia, Red Hat, Samsung e incluso NVIDIA, están contribuyendo con importantes recursos de ingeniería al desarrollo y la madurez de RISC-V.

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El diseño de hardware más sencillo está contribuyendo a impulsar un auge del hardware personalizado

RISC-V está permitiendo silenciosamente una divergencia en el hardware personalizado para aplicaciones específicas de dominio, al proporcionar una vía fácil (o al menos más fácil) para que las empresas y los académicos construyan sus propias versiones de hardware cuando las opciones estándar no son adecuadas. Esto funciona en conjunto con la amplia gama de implementaciones de código abierto RISC-V completas que hay en el mercado. Las empresas pueden tomar una implementación de código abierto existente de RISC-V (efectivamente un diseño para un núcleo de procesador completo, generalmente escrito en un lenguaje dedicado como Verilog/SystemVerilog) y hacer modificaciones para adaptarla a su caso de uso específico. Esto puede implicar eliminar aspectos que no son necesarios y agregar elementos de soporte preempaquetados al núcleo que incluso pueden ser elementos estándar. Esto significa que donde antes no hubiera sido práctico o asequible construir hardware específico para una característica, ahora es más ampliamente posible.

Las empresas, tanto grandes como pequeñas, ya están utilizando esta tecnología. Es difícil saber si las empresas están diseñando núcleos desde cero o utilizando diseños prefabricados, pero el silicio RISC-V personalizado ya se ha abierto camino en el mercado. Por ejemplo, Google lanzó sus módulos de seguridad Titan M2 con el Pixel 6, y recientemente vimos un innovadorSOC RISC-V que combina una GPU y una CPU.

RISC-V impulsa la innovación

Una menor barrera de entrada hace que la innovación sea más barata y más rápida

Dada la licencia de RISC-V, no hay nada que impida a las empresas tomar un diseño RISC-V de código abierto existente, iterarlo y mejorarlo, y luego venderlo nuevamente al mercado (a menudo con un modelo de licencia similar al de Arm) por una prima... y esto ya está sucediendo. La accesibilidad de RISC-V permite a estas empresas entrar con un costo unitario más bajo (sin tarifas de licencia debido a Arm o Intel) y concentrarse en mejorar estos diseños de código abierto para optimizarlos para su caso de uso específico. Esto está construyendo todo un ecosistema de empresas que compiten entre sí por chips eficientes basados ​​en RISC-V. Este tipo de mercado existe para Arm/x86, pero está paralizado por las tarifas de modificación y la alta barrera de entrada impuesta por las tarifas de licencia, que restringen su acceso a los actores principales (es decir, Qualcomm).

De manera similar, a medida que se dispone de más hardware (tanto especializado como generalizado), se acumula más apoyo de los desarrolladores, lo que suma más disponibilidad, soporte y conocimiento del software. Esto es lo que se conoce como uncírculo virtuoso, donde el interés, la innovación y la inversión se amplifican para crear un ciclo de retroalimentación positiva.

Esto se ha logrado reduciendo la barrera de entrada al mercado, lo que abarata el desarrollo de nuevos productos y, en última instancia, da paso a una innovación más amplia. Si esto continúa, pronto podríamos ver un ritmo acelerado de chips RISC-V cada vez más competitivos.

RISC-V desafía a los monopolios

¿Podrían estar contados los días de ARM e Intel en la cima?

Fuente: Intel

A pesar de tener apenas una década de existencia, RISC-V está demostrando ser exitoso al desafiar los monopolios en la fabricación de chips.

La producción de CPU es un mercado complejo, con una barrera de entrada extremadamente alta debido a la cantidad de diseño, validación y verificación que se requieren antes de siquiera comenzar a hablar sobre la optimización del rendimiento. El talento en ingeniería es caro y difícil de encontrar, por lo que muchas empresas han estado evitando por completo el hardware personalizado en favor de un tiempo de comercialización más rápido y un menor costo inicial. Fundamentalmente, es este cálculo económico lo que ha impulsado el monopolio de x86 y ARM durante tanto tiempo; pero RISC-V está cambiando eso. Al proporcionar una opción más barata para llevar al mercado chips personalizados vendidos tal como están o productos que contienen chips personalizados, es más probable que las empresas vean los beneficios económicos antes con el menor costo inicial que permite. Cuanto más empresas aprovechen esta oportunidad, más atractiva se vuelve.

Así es como RISC-V está cambiando lenta y silenciosamente el mercado de las CPU; no por ser un estándar intrínsecamente más rápido o más eficiente que el ofrecido por ARM e Intel, sino por impulsar la innovación lo suficiente como para permitirle competir.

RISC-V tiene los recursos para ponerse al día con los líderes de la industria

De ahí el verdadero entusiasmo por RISC-V. A medida que la industria de RISC-V comience a alcanzar esa masa crítica y la investigación, la inversión y la innovación sigan impulsándola, los recursos combinados que se dediquen a desarrollar chips RISC-V más rápidos y eficientes superarán con creces a los de los otros actores principales en el espacio de las CPU. Esto es lo que podría llevar finalmente a RISC-V a ser un producto superior e incluso más barato, ya que las empresas no harán todo el trabajo por sí mismas. Se podría imaginar un mundo en el que las empresas puedan tomar diseños de código abierto hipereficientes, realizar pequeñas optimizaciones y venderlos de nuevo en el mercado a un coste significativamente inferior al que una empresa privada podría lograr jamás con un diseño propietario de código completamente cerrado. Esto es parte de lo que hace que RISC-V sea importante y emocionante para la industria y nuestro futuro.