CPU-Architektur: RISC-V soll dominierende Architektur werden

Fosdem 2017

Keine Lizenzgebühren, keine Anwälte, keine Probleme. Damit preist der Entwickler Arun Thomas die Vorzüge der freien CPU-Architektur RISC-V an. Dieser Vorteil soll dabei helfen, alle anderen Architekturen langfristig zu verdrängen.

Artikel veröffentlicht am 6. Februar 2017, 12:22 Uhr, Sebastian Grüner

Der Freedom Everywhere von Sifive ist der wohl erste kaufbare RISC-V-Chip. (Bild: Sifive)

Nachdem der Entwickler Arun Thomas auf der Fosdem erklärt hat, was RISC-V eigentlich ist, nämlich eine Befehlssatzarchitektur für CPUs, erntet er Szenenapplaus: Denn mit RISC-V kämen weder Lizenzgebühren noch komplizierte Verträge, die über Jahre hinweg von Anwälten verhandelt werden. Für Thomas sind das die wohl wichtigsten Argumente für die Verwendung von RISC-V.

Immerhin habe die Community des ursprünglich an der UC Berkeley entstandenen Projekts "bescheidene Pläne", wie er scherzhaft formuliert. Nämlich die "Standard-Architektur für alle Geräte" zu werden. Von diesem Ziel ist RISC-V zwar noch extrem weit entfernt, allerdings hat die RISC-V Foundation bereits eine sehr breite Unterstützung aus der Industrie sowie der Forschung. Die Organisation habe inzwischen mehr als 130 Mitglieder, dazu gehören Google, HPE, IBM, Microsoft, Oracle, Nvidia, Qualcomm und sehr viele andere.

Hacker hacken Hardware

Dass Thomas auf der Fosdem die freie Verfügbarkeit des Befehlssatzes hervorhebt, ist naheliegend, ist es doch die größte Open-Source-Entwicklerkonferenz in Europa. Allerdings ist die freie Verfügbarkeit eine absolute Besonderheit. So ist es derzeit kaum vorstellbar, dass etwa ein Konkurrent zu Intel oder AMD die x86-Architektur einfach nutzen könnte. Und selbst für die vielfach genutzten ARM-Architekturen sind teils extrem hohe Lizenzgebühren nötig und eventuell langwierige Vertragsverhandlungen.

Bei der Verwendung von RISC-V entfällt das einfach. Erfolgreiche Unternehmen wie Startups und Forschungseinrichtungen können den BSD-lizenzierten Befehlssatz schlicht nehmen und in Hardware umsetzen. Dabei ist auch das Potenzial zur Optimierung relativ groß. Denn der eigentliche Befehlssatz umfasst nur rund 50 Instruktionen, die durch ebenfalls standardisierte Erweiterungen exakt auf einen bestimmten Einsatzzweck angepasst werden können. Darüber hinaus kann auch auf einige frei verfügbare Implementierungen zurückgegriffen werden, so dass das Design nicht von Grund auf selbst erstellt werden muss.

Diese Modularität ist ein weiterer Vorteil von RISC-V. Denn die Architektur sieht explizit eine Vielzahl von Einsatzbereichen vor: vom extrem preisgünstigen Mikrocontroller bis hin zur Multi-Core-CPU im Rechenzentrum. Dafür bietet die Architektur auch Wortbreiten von 32-Bit, 64-Bit und sogar 128-Bit. Bisher sind diese Einsatzbereiche aber wohl nur Überlegungen, da diese Vielfalt an Chips noch nicht existiert. Bisher im freien Verkauf sind lediglich Boards mit Mikrocontrollern von Sifive. In Anbetracht der breiten Industrieunterstützung könnte sich das aber bald ändern.