Архитектура ИС с открытым исходным кодом набирает обороты в Китае

Запуск новых продуктов китайскими компаниями, занимающимися разработкой интегральных схем (ИС), вновь привлек внимание к попыткам обойти санкции США в отношении полупроводников с помощью архитектуры RISC-V с открытым исходным кодом.

RISC-V, произносится как «пять рисков», представляет собой архитектуру набора команд открытого стандарта (ISA), основанную на принципах проектирования компьютера с сокращенным набором команд. Созданная Калифорнийским университетом в Беркли в 2010 году, это бесплатная непатентованная платформа для разработки процессоров IC. Предыдущие поколения RISC, также разработанные в Беркли, не имели открытого исходного кода.

Совместными усилиями правительства, научных кругов и частных компаний, в том числе лидеров высоких технологий Alibaba и Tencent, создается широкий спектр отечественных процессоров, на которые не действуют американские экспортные ограничения и другое политически мотивированное вмешательство.

От бытовой электроники до искусственного интеллекта, они разрабатывают независимую китайскую экосистему полупроводниковых устройств при поддержке всемирного сообщества RISC-V с открытым исходным кодом.

Запатентованные архитектуры наборов инструкций от Intel, AMD и других американских компаний находятся под непосредственным контролем правительства США. Те, что принадлежат Arm, чрезвычайно успешной британской проектной компании RISC, принадлежащей японскому Softbank, расцениваются китайцами как объекты с высокой степенью риска из-за потенциального влияния США на их владельца.

Фонд RISC-V был создан в Делавэре в 2015 году для поддержки и управления технологией с открытым исходным кодом, одним из основателей которого стал Институт вычислительных технологий Китайской академии наук. Другими членами-основателями являются Google, Qualcomm, Western Digital, Hitachi и Samsung. Позже к организации присоединились Huawei и Alibaba.

В 2020 году Фонд был зарегистрирован в Швейцарии как Международная ассоциация RISC-V, переехав из Соединенных Штатов, чтобы избежать потенциальных сбоев, вызванных антикитайской торговой политикой тогдашнего президента Дональда Трампа. Китаю повезло, что Трамп, применив суровое наказание к Huawei и ZTE, не нацелился на RISC-V, и что RISC-V переехал в Швейцарию до прихода к власти более тщательной и требовательной администрации Джо Байдена.

В настоящее время RISC-V насчитывает более 3100 членов примерно в 70 странах. Его миссия гласит: «RISC-V сочетает в себе модульный технический подход с открытой, бесплатной ISA, что означает, что любой и где угодно может извлечь выгоду из интеллектуальной собственности, предоставленной и созданной RISC-V. Как некоммерческая организация, RISC-V не поддерживает никакого коммерческого интереса к продуктам или услугам. В качестве открытого стандарта любой может использовать RISC-V в качестве строительного блока в своих открытых или проприетарных решениях и услугах».

Официальные лица в Шанхае ввели финансовые стимулы для разработки RISC-V в 2018 году. В том же году, также в Шанхае, при поддержке SiFive, технологического лидера со штаб-квартирой в Санта-Кларе, была основана китайская компания StarFive, специализирующаяся на RISC-V. При поддержке Intel Capital и Qualcomm Ventures SiFive продвигает RISC-V по всему миру.

Центральные процессоры (ЦП) StarFive RISC-V разработаны, чтобы конкурировать с Arm в области вычислений, центров обработки данных, телекоммуникаций, автомобилей и промышленных приложений. Изготовленные с использованием техпроцесса 12-нм, они предназначены для крупных рынков и находятся в пределах производственных возможностей китайских литейных заводов, если американцы решат перекрыть доступ компании к TSMC.

StarFive также разрабатывает специализированные инфраструктурные решения системы на кристалле RISC-V, такие как система городского газопровода, которая включает в себя интеллектуальные счетчики, передачу данных, управление системой, а также безопасность данных и сети. По словам руководства, «StarFive разработала продукт для промышленной интернет-безопасности с полностью независимыми правами на интеллектуальную собственность».

Другие продукты StarFive включают платформу обработки изображений и видео для домашней, общественной и промышленной безопасности.

В августе этого года T-Head, подразделение Alibaba по разработке интегральных схем, анонсировало платформу разработки Wujian 600 для проектирования систем на кристалле для встроенных приложений для видеоконференций, медицинской визуализации, домашних роботов и других продуктов. .

По словам Калисты Редмонд, исполнительного директора RISC-V International, «платформа разработки Wujian 600 позволяет использовать мощные периферийные SoC с повышенной частотой и увеличенным хранилищем для надежных вычислений ИИ на периферии. ] на Linux и Android еще больше укрепляет программную экосистему RISC-V».

Nuclei System Technology со штаб-квартирой в Шанхае была основана в 2018 году Бобом Ху, разработчиком первого ядра RISC-V с открытым исходным кодом в Китае и активным промоутером технологии RISC-V. Продукты компании включают IP-процессоры для микроконтроллеров, периферийные вычисления, безопасность, системы хранения данных, виртуальную реальность, центры обработки данных, телекоммуникации и приложения для Интернета вещей с низким энергопотреблением.

Среди своих партнеров Nuclei перечисляет Фонд RISC-V (RISC-V International), Китайский альянс RISC-V, Китайский промышленный альянс RISC-V (шанхайские стартапы RISC-V и подрядчик по проектированию ИС VeriSilicon Holdings), шанхайский IC Industry Association (SICA), четыре университета, Xiaomi, Tencent и многие другие китайские компании.

В число этих компаний входят Geoforce Chip, разработчик устройств управления питанием, аудио и связи; TIH Microelectronics, специализирующаяся на чипах для криптографии и сетевой безопасности; Taolink Technologies, специализирующаяся на беспроводных технологиях Интернета вещей; и ChipIntelli, которая предоставляет программное обеспечение для распознавания речи и обработки данных, а также дизайн микросхем.

Технология RISC-V становится все более популярной в Китае. Шанхайский день RISC-V в 2018 году привлек менее 1 000 посетителей. Первый саммит RISC-V в Китае, организованный Шанхайским технологическим университетом и Институтом программного обеспечения Китайской академии наук в 2021 году, привлек более 30 000 участников, большинство из которых онлайн из-за Covid. Второй, состоявшийся в августе этого года, как сообщается, привлек более чем в три раза больше участников.

На саммите RISC-V China 2022 с программными докладами выступили Марк Химельштейн, технический директор RISC-V International, и Юнган Бао, руководитель группы разработчиков высокопроизводительных процессоров XiangShan RISC-V в Институте вычислительных технологий Китайской академии наук. наук, а также более 80 учебных пособий и технических презентаций. Среди спонсоров были T-Head компании Alibaba, Nuclei System Technology, Qinheng Microelecronics и Andes Technology из Тайваня.

В апреле прошлого года Институт вычислительных технологий объявил, что новый Пекинский научно-исследовательский институт микросхем с открытым исходным кодом начал работу над проектами на базе процессора XiangShan. XiangShan является совместным детищем Китайской академии наук; лаборатория Pengcheng в Пекине, занимающаяся исследованиями и разработками в области телекоммуникаций и Интернета; Vcore, разработчик процессоров RISC-V; и частные компании, включая Alibaba и Tencent.

За последние несколько лет произошел взрыв активности, связанной с RISC-V, который, вероятно, продолжится в обозримом будущем. Короче говоря, санкции США вызывают то, что они должны были предотвратить — развитие независимого китайского портфеля продуктов IC, который уменьшит зависимость Китая от импортных технологий и поддержит его внутреннюю и экспортную отрасли.

Это было достигнуто при поддержке всемирного сообщества RISC-V с открытым исходным кодом. Как отмечается на веб-сайте RISC-V International, «RISC-V не занимает политическую позицию от имени какого-либо региона. Мы гордимся тем, что организации со всего мира работают вместе в эту новую эру процессорных инноваций».