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.

Что за ассоциация и зачем она нужна

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.

А почему именно эта архитектура?

Дело в том, что она позволяет создавать гетерогенную вычислительную среду с ядрами, оптимизированными для различных типов вычислений, работающих вместе, что 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, лицензионн��х 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.

Где взять деньги?

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 инженерн��м 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.

Не Россией единой

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.

Что дальше?

Пока что главная проблема отечественной электроники — не архитектура, а изготовление современных чипов внутри страны, по собственным технологиям и с собственным оборудованием. На сегодняшний день 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.