Микроэлектроника стала неотъемлемой частью российской промышленности. И её роль в обществе и государстве только усиливается. В этой статье продолжаем рассказывать об отечественной микроэлектронике. Для более ясного понимания рекомендуем прочитать первую часть здесь.
Трудности закаляют
Для разработки российского процессора на открытой архитектуре RISC-V потребуется провести очень много исследований. «Ростех» не скрывает этого. Выделяемые на разработку 27,8 млрд — по мировым меркам небольшая сумма. Но она превышает всё финансирование, затраченное на разработку процессоров «Эльбрус» и «Байкал». Вероятнее всего, большая часть средств будет потрачена на исследования. Но в результате мы получим ничем не обремененные результаты, которые можно будет использовать в дальнейшем, поскольку открытую архитектуру лицензировать не нужно.
«Ростех» не одинок в своих стремлениях. По различным данным, в эту гонку включились Китай и Индия. А Израиль (таки наши люди) даже запустил национальные проекты по поддержке разработок на базе RISC-V. А Пакистан уже принял его в качестве своей национальной архитектуры для разработки собственных чипов. Известно, что новинкой заинтересовались и правительственные организации, такие как DARPA (Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США).
А свои компетенции?
В своё время «Байкал Электроникс» получил неплохой опыт работы с лицензионной архитектурой ARM и с уже открытой MIPS. А «МЦСТ», помимо своей, владеет лицензией на свободное использование архитектуры SPARC ещё со времён сотрудничества с Sun Microsystems, то есть с 1994 года. Не путайте с покупкой лицензии на ядро: «МЦСТ» сам проектировал собственное SPARC-ядро. И до сих пор продолжает создавать SPARC-процессоры с общим наименованием «МЦСТ-R». А НИИМА «Прогресс» недавно разработал свой микроконтроллер для приборов учёта на RISC-V.
Опыт по работе с различными конфигурациями микроэлектроники в России имеется. Будут ли использованы эти компетенции — вопрос открытый! В отличие от множества других, RISC-V отличается простотой исполнения. Чем проще логика, тем чип дешевле в изготовлении, а процент брака и издержки меньше. Поэтому архитектура ARM доминирует на мобильном рынке, а x86 между тем переживает не лучшие времена.
Капитал идёт на любые злодеяния
«Ахиллесова пята» российской микроэлектроники — в отсутствии современных норм производства процессоров. Дальше 65 нм отечественные производители не продвинулись. А к 2025 году возможность изготовления процессоров по нормам 12 нм будет не только на Тайване, но и в Китае. Возможно, у «Ростеха» на это существует расчёт: на тот случай, если санкционное давление не позволит разместить заказ на TSMC.
Тут весьма показательна история российской компании Cognitive Technology, ставшей объектом санкций США. Незадолго до этих событий она отличилась тем, что уже несколько лет весьма успешно разбирала код процессоров Intel. Cognitive Technology выявила уязвимости, при которых можно было получить удаленный доступ к процессору чужого ПК. А также находила ранее незадекларированные как программные, так и аппаратные блоки, назначение которых вызывало вопросы. И вот очередной пакет санкций всё-таки настиг компанию, но работу она продолжила. Ближе к концу попытаемся раскрыть, чего же так боятся США.
А тем временем, отечественный IT-проект SFERA по праву может считаться самым амбициозным проектом в мире. Его релиз не за горами. Чтобы узнать о продукте больше, перейдите по ссылке.
RISC-V — угроза рынку?
Открытость и бесплатность этой архитектуры позволяет небольшим стартапам разрабатывать продукты, не опасаясь лицензионных сборов. Простота и лёгкость обеспечивается тем, что в базовом наборе всего 11 логарифмических инструкций. Для сравнения: у некогда лёгкой архитектуры ARM в последней версии ARMv8 их более 1000, а о x86 просто промолчим. Гибкость открытого исходного кода делает ее привлекательной для компаний, занимающихся созданием больших кластеров для хранения данных (гигантов электронной коммерции и IT-корпораций).
Прецедент, когда открытая система заняла половину рынка, имеется. Ведь когда-то Линус Торвальдс не стал лицензировать ОС Linux. И сегодня ей может пользоваться кто угодно, как и вносить изменения в нее. А в основу операционной системы лег манифест Ричарда Мэттью Столлмана о свободном программном обеспечении GNU General Public License (GPL).
Открытая архитектура усложняет риск создания «закладок» (хотя и не исключает его), а стандартизированность, которая отмечалась в первой части статьи, обеспечивает обратную совместимость.
Специализированные издания так объясняют растущую популярность RISC-V:
«… изначально небольшой набор инструкций позволяет идеально заточить софт под «железо», тем самым повысив энергоэффективность и производительность чипов. Во-вторых, архитектура модульная — можно легко создать SoC из разных процессорных ядер с разными наборами инструкций. В-третьих, открытость позволяет сэкономить на разработке ОС, компиляторов и драйверов, так как в репозиториях уже хватает качественного и доступного всем бесплатно кода».
iguidеs.ru
Но, с другой стороны, существует необходимость тщательной проверки полученного продукта, на которую уходят значительные ресурсы. Поэтому экономия, связанная с лицензированием, сводится к минимуму.
ARM Holdings знает о появлении конкурента. В 2018 году она создала сайт, на котором подчеркивались преимущества ARM-архитектуры. К ним относится стоимость чипов, уже созданная экосистема, большая безопасность и фрагментация. Но попытка оказалась не очень успешной, и сайт вскоре закрылся.
У каждого открытого продукта есть направляющая организация (в нашем случае это RISC-V International, на которую у отечественной компании Yadro есть рычаги давления). Она систематизирует полученный опыт и вносит какие-то блоки в общепринятые стандарты.
Скрытые вещи
Основной скепсис российских разработчиков основан на том, что организация, создавшая открытое ПО или архитектуру, может направить их развитие по совершенно другому пути. И всем остальным придётся подстраиваться под него, переделывать и переписывать дизайн и ПО вместо дальнейшего развития. Поэтому открытая архитектура хороша в том случае, если нет своей!
Россия является единственной после США страной в мире, где есть своя инженерная школа и свои разработки, которые можно развивать. Китай, несмотря на многолетние усилия, проигрывает в этом вопросе. Потому что в своё время в этом государстве не были посажены «зерна» микропроцессоров, как в Советском союзе. И сегодня там нечему произрастать.
Россия — это угроза для Соединенных Штатов. За последние 5 лет российская микроэлектроника стала настоящим конкурентом для них. Впервые за много лет у нас есть всё, что нужно: процессоры, платы, нейропроцессоры, системы хранения данных и сервера на собственных чипах («Госуслуги» работают на «Эльбрусе»). Ещё несколько лет такого развития, и «МЦСТ», «Элвис», «Байкал Электроникс» станут настоящей альтернативой транснациональным (читай американским) корпорациям.
Развивать RISC-V нужно как возможную альтернативу ARM и даже х86. Но не в ущерб собственным наработкам. Ведь отечественная Е2К — это VLIW-архитектура с широким применением распараллеливания операций. У нее нет аналогов в мире, и это именно то, что нужно для серверов. Возможно, это последний шанс закончить американскую монополию в отрасли. Но осознают ли это в «Ростехе» и Минпромторге — вопрос открытый.
А, может быть, мы сделали ошибочный вывод? Пусть каждый ответит на этот вопрос сам.
Подключите Telegram-бота, чтобы получать оповещения о новых публикациях на канале:
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
#электроника #технологии #россия #наука #it