в предыдущей статье были рассмотрены основные архитектуры и основные этапы развития микропроцессорной техники. изложение материала, надеюсь, дало понять мое скептическое отношение к идее использования процессоров «Эльбрус» в качестве решения общего назначения. причина — принципиальные проблемы архитектуры VLIW не имеющие однозначного решения даже при помощи таких мощных современных технологий как ИИ.
возможно даже выбор именно такой архитектуры для «Эльбрус» был не случаен — проект достался со времён СССР в котором хоть и существовало своё производство микроэлектроники, но и супер развитым его тоже не назовёшь. я отмечал в прошлой статье, что VLIW дальше упрощать некуда. т.е. скорей всего делали то, что в принципе можно сделать на имеющемся производстве.
с другой стороны самая технологически отработанная и перспективная архитектура RISC. широкое распространение получили западные это x86-64 (от AMD/Intel) и ARM, но все говорят о технологической независимости, а ЭЛЬБРУС разрабатывает российская компания. что в этом ключе смотрится крайне выигрышно. так есть ли альтернативы процессоров ЭЛЬБРУС с плохо применимой VLIW для задач общего назначения в современной Росси? как говорил вождь мирового пролетариата: «есть такая партия»
эта архитектура называется RISC-V. это не просто архитектура это подход к созданию процессоров. архитектура открытая т.е. кто угодно может использовать без лицензионных отчислений. применяется принцип открытости, аналогичный Linux — это открытый набор команд. при этом разработка топологий осуществляется самостоятельно, хотя и доступны готовые топологи или прошивки для ПЛИС, если разработчик пожелал их открыть, что характерно для академических проектов.
кстати говоря тандем Linux и RISC-V это ключ к дешёвой и эффективной технологической независимости т.к. получаем готовую экосистему. т.е. процессор получает необходимый инструментарий для разработки, операционную систему и набор базовых приложений для решения повседневных задач.
архитектура RISC-V родилась в Калифорнийском университете в Беркли как академический проект. сейчас развивается фондом RISC-V International (нейтральная швейцарская организация).
как уже говорилось представляет из себя набор команд. набор команд модульный. т.е есть базовый набор команд — обозначается I (Integer). к этому набору команд может быть добавлен дополнительный набор:
- M — обозначает целочисленное умножение и деление
- F и D — дополнительные 32 регистра и инструкции для операций с плавающей точкой одинарной (Float) и двойной (Double) точности
- V — Векторные расширения (Vector Operations)
и так далее.
т.е. вы можете взять необходимые для вашей задачи необходимые наборы команд и реализовать именно их. такой подход обеспечивает значительную гибкость — можно сделать процессор для микроконтроллера который будет управлять бытовой техникой, а можно высокопроизводительное решение для персонального компьютера.
одна проблема: достаточно мощных распространённых в настоящее время процессоров на этой архитекторе я не знаю. например Western Digital активно использует микроконтроллеры на данной архитектуре, но это микроконтроллер SSD, а не процессор для сервера.
однако в марте 2025 года был представлен серверный процессор Alibaba DAMO Xuantie C930, руководители Alibaba Cloud предсказали, что RISC-V станет основной облачной архитектурой уже в 2030 году.
кроме того можно купить Orange PI rv2 - эта такая альтернатива Raspberry Pi. серия rv означает RISC-V. представляет из себя одноплатный мини-компьютер с 2, 4 и 8 Gb оперативной памяти. комплектуется Ky X1 8-ядерный RISC-V 1.6 Ghz. достаточно мощный процессор. заявлена производительность 2 TOPS для AI-нагрузок.
Orange PI rv2 использует в качестве ОС Linux — Ubuntu (специально подготовленную версию дистрибутива). работу системы вполне можно считать полноценной. впрочем на форумах я встречал энтузиастов запускающих на этом чуде FreeBSD (тоже открытый проект доступный в исходном коде), но это скорее эксперимент — скорей всего будет доступна только последовательная консоль, что позволяет экспериментировать, но не пользоваться полноценно.
а что у нас? а у нас горит газ нефтянка. в июле 2025 года сообщалось, что «Байкал Электроникс» произвела первую партию опытных образцов новых микроконтроллеров BE-U1000 на архитектуре RISC-V.
в микроконтроллере используются два ядра российской компании CloudBear BR-350 и BM-310. максимальная рабочая частота первого составляет 200 МГц, а второго — 100 МГц. на фоне современных ARM-микроконтроллеров на частотах 400–600 МГц с мегабайтами памяти и встроенными криптографическими блоками, изделие выглядит более чем сдержанно.
однако прямых конкурентов по заявлению представителей компании на российском рынке нет. решения на RISC-V от компаний вроде «Миландр» и «Микрон», ориентированы на узкоспециализированные задачи, имеют существенно менее развитую периферию и более грубый техпроцесс (в основном 180–90 нм). МЦСТ Создатели «Эльбруса» заявили, что пока только ведут исследовательские работы по RISC-V.
т.е. России можно произвести процессор RISC-V для управления двигателями ракетоносителя Ангара, но в целом ситуация очень тяжёлая да же с открытой архитектурой RISC-V. кстати говоря у Байкал Электроникс проблемы больше не из-за санкций Британии которые могут отлучить её от ARM, а технологическое отставание отрасли в целом.
впрочем определённые сдвиги в этом направлении есть. первое это конечно разработка своего литографического оборудования. правда оно еще сравнительно «толстое» (разрешением 350 нанометров) с увеличением разрешения станет возможным производить высокопроизводительные процессоры. для производства микроконтроллеров нужно порядка 65-40 нанометров, для производительных решений ещё в раза 2-3 меньше.
разработка на открытой архитектуре RISC-V — это стратегический шанс для российских компаний, архитектура процессора лучше подходит для задач общего назначения. если например необходимо разработать полностью свою экосистему, то открытые проекты могут стать основой для переходного периода. однако без решения проблемы производства даже открытая архитектура не спасёт.
мое мнение что государство должно направить основные усилия не на поддержку конкретной архитектуры, а поддерживать российских производителей в целом: например льготный налоговой режим, активное использование продукции российских производителей например в военной технике, а основные усилия направить на преодоление технологического отставания.
написано в соавторстве с deepseec.