Исследование технологии RISC-V
https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(2)-7
Аннотация
Система команд – это стержень, вокруг которого строится весь остальной процессор. Ошибки или негибкость в решениях, однажды заложенные в систему команд, остаются с этим поколением процессоров навсегда. Поэтому одна из ключевых причин, по которой рост производительности современных CPU замедлился, заключается в том, что исходный код процессоров «испортился» в прямом и переносном смысле этого слова: процессоры внутри становятся сложными, из-за чего их дальнейшее развитие затрудняется. Разработка современных ЭВМ (CPU, GPU или специализированных систем) – это крайне дорогостоящий процесс, состоящий из большого количества затратных статей. Поэтому вопрос цены, или, скорее, целесообразности разработки процессора является ключевым. В данной работе мы провели исследование существующих популярных систем команд процессора и сделали выводы о перспективности в настоящее время направления RISC-V и других открытых систем команд CPU. Мы постарались ответить на следующие вопросы: почему система команд процессора – это действительно важно? Почему именно RISC-V, чем он лучше остальных? Какие возможности RISC-V открывает для российских разработчиков и какие у него есть аналоги?
Об авторах
Владимир Александрович ФРОЛОВ
МГУ имени М.В. Ломоносова,
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
Россия
Россия
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПМ РАН, научный сотрудник лаборатории компьютерной графики и мультимедиа ф-та ВМК
Владимир Александрович ГАЛАКТИОНОВ
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
Россия
Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом компьютерной графики и вычислительной оптики
Россия
Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом компьютерной графики и вычислительной оптики
Вадим Владимирович САНЖАРОВ
МГУ имени М.В. Ломоносова
Россия
Младший научный сотрудник факультета вычислительной математики и кибернетики
Россия
Младший научный сотрудник факультета вычислительной математики и кибернетики
Список литературы
1. Tony Albrecht. Pitfalls of Object-Oriented Programming, 2009. Available at: http://harmful.cat-v.org/software/OO_programming/_pdf/Pitfalls_of_Object_Oriented_Programming_GCAP_09.pdf, accessed 01.04.2020.
2. Venkataramanan Kumar. [patch][x86_64]: AMD znver2 enablement., 2018. Available at: https://gcc.gnu.org/legacy-ml/gcc-patches/2018-10/msg01982.html?print=anzwix, accessed 01.04.2020.
3. Michael Larabel. AMD vs. Intel Contributions To The Linux Kernel Over The Past Decade, 2020. Available at: https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=AMD-Intel-2010s-Kernel-Contrib, accessed 01.04.2020.
4. Waterman A.S. Design of the RISC-V instruction set architecture. Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California at Berkeley, Technical Report No. UCB/EECS-2016-1, 2016. Available at: https://people.eecs.berkeley.edu/~krste/papers/EECS-2016-1.pdf, accessed 31.03.2020.
5. . Michael Slater. AMD’s K5 Designed to Outrun Pentium. Microprocessor Report, 1994. Available at: http://cgi.di.uoa.gr/~halatsis/Advanced_Comp_Arch/Papers/k5, accessed 31.03.2020.
6. . Ким А.К., Перекатов В.И., Ермаков С.Г. Микропроцессоры и вычислительные комплексы семейства “Эльбрус”. СПб., Питер, 2013, 272 стр. / Kim A.K., Perekatov V.I., Ermakov S.G. Microprocessors and computing systems of the Elbrus family. St. Petersburg, Peter, 2013, 272 p.
7. Hugh Blemings. Final Draft of the Power ISA EULA Released, 2020. Available at: https://openpowerfoundation.org/final-draft-of-the-power-isa-eula-released/, accessed 31.03.2020.
8. Raptor Computing Systems. Talos II – the world's first computing system to support the new PCIe 4.0 standard – also boasts substantial DDR4 memory, dual POWER9 CPUs., 2019. Available at: https://www.raptorcs.com/TALOSII/, accessed 31.03.2020.
9. Anton Blanchard, Paul Mackerras. Microwatt project on GitHub. A tiny Open POWER ISA softcore written in VHDL 2008, 2020. Available at: https://github.com/antonblanchard/microwatt, accessed 31.03.2020.
10. Luke Kenneth Casson Leighton, Yehowshua Immanuel, Jacob Lifshay and others. Libre-RISCV GPU project., 2019. Available at: https://libre-riscv.org/3d_gpu/, accessed 31.03.2020.
11. Luke Kenneth Casson Leighton, [libre-riscv-dev] power pc, 2019. Available at: http://lists.libre-riscv.org/pipermail/libre-riscv-dev/2019-October/003035.html, accessed 31.03.2020.
12. Open Hardware GNU/Linux PowerPC notebooks, 2020, Available at: https://www.powerpc-notebook.org/en/, accessed 31.03.2020.
13. GCC Manual. , 6.49. Using Vector Instructions through Built-in Functions, 2019, Available at: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.2/gcc/Vector-Extensions.html, accessed 01.04.2020.
14. Крсте Асанович, Александр Редькин и др. Технический симпозиум RISC-V Moscow, 2019 / Krste Asanovic, Alexander Redkin and others. Technical Symposium RISC-V Moscow, 2019. Available at: https://riscv.expert/, accessed 01.04.2020.
Рецензия
Для цитирования:
ФРОЛОВ В.А., ГАЛАКТИОНОВ В.А., САНЖАРОВ В.В. Исследование технологии RISC-V. Труды Института системного программирования РАН. 2020;32(2):81-98. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(2)-7
For citation:
FROLOV V.A., GALAKTIONOV V.A., SANGAROV V.V. Investigation of the RISC-V. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2020;32(2):81-98. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(2)-7
Послать статью по эл. почте 