RISC-V v praxi: Od vývojových kitů po první komerční počítače

Třetí velká procesorová architektura přichází • 21. září 2024 • Autor: Michal Rybka

RISC-V nenabízí procesory, které by byly konkurenceschopné vůči ARMu a už vůbec ne vůči procesorům s architekturou x86. Zatím je nenabízí, zatím se objevují spíše experimentální prototypy, vývojové verze a systémy pro vývoj aplikací (devkity). Většina v současnosti nabízených procesorů nabízí výkony srovnatelné spíš se starými Core2 Duo, což je dnes opravdu základní výkon. Pokud hledáte praktický stroj pro každodenní používání, tak pro to zatím současné stroje nejsou vhodné.

Procesorové architektury? Dominantní architektury Autorskoprávní peklo Proč vznikl RISC-V? Proč je RISC-V důležitý pro Čínu

Mikrokontroléry Návrh RISC-V Vývojové kity „Otevřená“ architektura RISC-V? Budoucnost

První praktické laptopy s RISC-V

Za nejpraktičtější počítač s RISC-V se dnes považují laptopy DeepComputing Roma RISC-V Laptop. Jde o stroje s IPS obrazovkou se 14 palci, s osmijádrovým procesorem Spacemit K1, který má kmitočet až 2 GHz, podporují až 16 GB RAM a pracují pod upraveným operačním systémem Ubuntu Desktop 23.10. Procesory podporují umělou inteligenci (maximální výkon 2 TOPS), laptopy se nabízí s různými konfiguracemi SSD s kapacitou až 1 TB.

Stroje mají zajímavou výbavu portů: Jednak tu najdeme klasické dvě USB-C pro přenos dat i napájení, dvě USB 3.0 plné velikosti, audio jack, slot pro micro SD kartu, ale také speciální porty pro vývoj. Najdeme tu tlačítko pro plný reset, ale také pro fast boot (znovunačtení operačního systému) a také speciální rozhraní, které dovolují sledovat činnost sběrnice I2C (Inter-Integrated Circuit) monitorující vnitřní hardware, sériovou sběrnici UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) a dva přímo řízené porty GPIO72 a GPIO73. To dovoluje programátorům sledovat, co se děje přímo v počítači, posílat aplikacím příkazy přes sériový port a indikovat vnitřní stavy vyvíjených programů přímo přes vyvedené signálové porty.

Tento počítač je praktický a dá se s Open Source aplikacemi používat, ale stále není vyladěný po stránce výkonu a programů. Díky bohaté portové výbavě a baterií s výdrží až 8 hodin ale dovoluje vývojářům pracovat na jejich aplikacích i během cest, což je obrovský krok vpřed proti starším vývojovým systémům, což byly typicky desky kompatibilní s Arduinem.

Inovativní přístupy k návrhu počítačů

Zajímavá je také základní deska s RISC-V kompatibilním procesorem StarFive JH7110 od DeepComputing, která je určená pro modulární laptop Framework 13. Tento laptop je sám o sobě revoluční v tom, že dovoluje výměnu veškerých svých komponent, především uživatelsky vyměnitelných modulů, ale logicky se nabízí i možnost vyměnit celou základní desku a přejít tak z procesoru x86 na procesor s architekturou RISC-V.

Ve vývoji jsou mnohem extrémnější procesory, jako je například „superpočítač na čipu“ Esperanto ET-SOC-1. Ten má čtyři výkonná jádra ET-Maxion, která řídí 1088 méně výkonných jader ET-Minion. Výkonná jádra podporují moderní funkce, jako je spouštění instrukcí mimo pořadí (out-of-order execution), zatímco malá jádra jsou opravdu velice jednoduchá. Cílem procesoru je akcelerace strojového učení, kterému může při spotřebě pod 20 wattů nabídnout výkon mezi 100 až 200 TOPS. Tento procesor je založený na představě, že místo toho, aby se podobně jako u akcelerátorů Nvidia využívaly diametrálně jiné řídící a výkonové jednotky, jsou všechna jádra RISC-V, což dovoluje řešit potenciálně širší škálu úloh.

Od superpočítačů po mikrokontroléry

Asi nejvýznamnější oblastí, kde se už dnes RISC-V začíná prosazovat, jsou právě mikrokontroléry, kterých bylo podle čínských výrobců prodáno už „několik miliard“. Ve srovnání s trhem, který ročně spotřebuje více než 30 miliard mikrokontrolérů, to zatím nevypadá jako moc, ale RISC-V je zatím mladá architektura, není s ní až tolik zkušeností a tato poměrně velká čísla ukazují, že je o ně velký zájem. Firma DeepComputing ostatně nenabízí pouze laptopy a vývojové systémy, ale také hračky vybavené mikrokontroléry s RISC-V architekturami, jako jsou RC autíčka a RC bagr, ale také RC řiditelná vzducholoď.

Procesory

Michal Rybka

Michal Rybka je publicista a nadšenec s 20 lety zkušeností v IT a gamingu. Je kurátorem AlzaMuzea a YouTube kanálu AlzaTech. Napsal několik fantasy a sci-fi povídek, které vyšly v knižní podobě, a pravidelně pokrývá páteční obsah na internetovém magazínu PCTuning.