Fler Linux-distributioner stöder RISC-V nu—vad är det?

RISC-V revolutionerar hårdvaruutveckling med en öppen instruktionsuppsättning som möjliggör fri innovation, energibesparing och kraftfulla projekt för utvecklare och entusiaster.

Stängda system stagnerar innovation – Linux-användare känner till detta. Licenser, royalty och avgifter håller de välfinansierade i kontroll. RISC-V kastar det ut genom fönstret eftersom det är fritt att adoptera, anpassa och innovativa. Det känns som början på något stort.

En Gratis (som i Frihet) ISA

RISC-V (uttalas "risk fem") är en instruktionsuppsättning (ISA) som bygger på en serie av ISAs som utvecklades på 1980-talet kända som Berkeley RISC. Under den tiden skapade Berkeley-teamet fyra generationer av RISC-arkitekturer, och 2010 påbörjade de utvecklingen av RISC-V.

Men vad är det? Är det en CPU eller något annat? Det är något annat. En ISA är ritningen för en CPU-arkitektur, och den är inte fysisk utan istället en specifikation. RISC-V ISA är en öppen standard, och dess specifikation är tillgänglig under en CC BY 4.0-licens. Under denna licens kan alla använda och ändra specifikationen för vilket syfte som helst, inklusive kommersiella, och de behöver bara ge en nick till upphovsrättsinnehavarna: RISC-V International.

Du kan hitta specifikationen på RISC-V ISA-manualen GitHub-förvaret.

Vad Är RISC, och Hur Jämförs Det Med x86?

RISC skiljer sig fundamentalt från en annan vanlig ISA-metod kallad CISC:

• RISC: Reduced instruction set computer, t.ex. RISC-V, ARM, MIPS (routrar, N64, Playstation 1) och PowerPC (Playstation 3, Xbox 360, etc.).
• CISC: Complex instruction set computer, t.ex. x86.

RISC skiljer sig från CISC i hur den utför kommandon (även kallade instruktioner). RISC använder små instruktioner som avslutas inom en klockcykel. CISC använder större instruktioner som tar flera klockcykler att avsluta. Till exempel, för att multiplicera två tal, utför RISC varje steg separat – laddar tal, multiplicerar dem, för att sedan lagra resultatet i huvudminnet – varje steg i en separat klockcykel. Å andra sidan gör CISC alla dessa steg i en instruktion, men över flera klockcykler.

Resultatet är att RISC flyttar bearbetningskomplexiteten upp i programmet. CISC gör mer på chipet; RISC gör mer i programmet. För RISC innebär det ett större program och mer minnesanvändning. Men det betyder avgörande ett mindre ISA och därmed färre transistorer på CPU:n. Färre transistorer betyder mer utrymme för andra resurser, som register (snabb lagring) och parallellbearbetning (flerkärnigt). Som ett resultat förbrukar RISC-baserade CPU:er mindre kraft och har potential att vara mer presterande än CISC. Det är därför RISC-arkitekturer är populära för mobila enheter (t.ex. ARM).

Sammanfattningsvis: RISC använder färre transistorer men mer huvudsystemminne. Det är mer energieffektivt än CISC och potentiellt mer presterande.

Det Är För Utvecklare, Nördar och Hårdvaruleverantörer

Små RISC-V-hårdvaruleverantörer innoverar något som liknar en hackerspace-revolution just nu, på samma sätt som Raspberry Pi gjorde. RISC-V kanske inte erbjuder något för den vanliga personen, men för att attrahera utvecklare bygger små RISC-V-leverantörer utvecklingssatser packade med massor av funktioner, som NPU:er (neural processing units), GPU:er och kort som inte är större än ett kreditkort. Utvecklingskort är verkligen för alla som är intresserade, inte bara utvecklare. Vi har täckning av Orange Pi RV2, som är ett sådant kort.

Debian, Fedora, Arch Linux, osv., tillhandahåller alla bilder för RISC-V i någon form eller annan. Debian, till exempel, har kompilerat ~98 % av sina paket för att stödja RISC-V. Men det är inte helt enkelt, eftersom bilder vanligtvis byggs med specifika kort i åtanke, och vissa kräver teknisk ansträngning för att få dem att fungera. Jag är 100 % säker på att detta kommer att förändras med tiden; det är fortfarande tidigt. Så, om du avser att ge dig ut i RISC-V-världen, undersök de kort som du köper och distributionen som du använder. Om du vill kan du läsa mer om Fedores stöd för RISC-V-processorer.

Den största påverkan kommer att vara på hårdvaruleverantörer. Med en licensieringsmodell som inte kräver något (förutom erkännande på dokumentationen) är hårdvaruleverantörer fria att bygga vidare, utöka och sälja innovativ hårdvara. Stora organisationer (som Google eller Microsoft) kan utöka ISA och producera sin egen specialiserade hårdvara för att möta sina behov. Det är denna frihet som kommer att se RISC-V öka i adoption, precis som det gjorde för Linux i serverutrymmet.

Den hårdvarustrategi som organisationer som Google har påverkar inte nördar som du och jag.

Men jag tror att mindre hårdvaruleverantörer kommer att anpassa sina produkter för att fylla nischbehov under de kommande åren. Med tiden, när leverantörerna blir fler, kommer marknaderna att krympa, fabrikerandet att bli enklare, och vi kommer att se allt fler nischprodukter med specialiserad hårdvara. Detta är fantastiskt för Linux-entusiaster, eftersom vi kommer att ha en förstklassig plats och kunskapen att utveckla våra egna coola prylar.

Projekt Som Inte Slår Ihjäl Plånboken

Min hjärna går i spinn med idéer; nedan följer några projekt som jag skulle älska att ta mig an.

Jag har inte testat dessa, och de är bara idéer, inte rekommendationer. Du måste göra din egen grundliga undersökning innan du ger dig in på något projekt.

En Anpassad Reserouter

Muse Pi erbjuder en 8-kärnig CPU, miniPCIe och 64-128 GB eMMC-flash. Det är möjligt att ansluta ett Wi-Fi-kort till miniPCIe-platsen och köra det i AP-klientläge (som en brygga, förutom med NAT). Med 8-16 GB RAM finns det gott om utrymme att köra annan programvara, som ett nätverksintrångsdetekteringssystem (NIDS).

En Anpassad AI Beräkningskluster

Okej, detta kan kosta en del.

Milk-V Cluster 08 kommer att vara ett klusterhuvudkort som har 8 expansionsplatser. Det är designat för att följa med 8 SoMs. En SoM är ett fullständigt system på ett enda expansionskort. Det betyder 8 kompletta system i varje plats. Cluster 08-kortet är utformat för att rymma 8 av de ännu inte released Milk-V Megrez Nx SoMs. Varje modul kommer att ha upp till 32 GB RAM och en NPU som kan nå 19,5 TOPS (tera operationer per sekund) med INT8 precision. Om vi sätter ihop alla 8 moduler får vi 159 TOPS och 256 GB RAM. RAM är mycket viktigt för LLM-inferens, och 159 triljoner INT8-operationer är inte långt ifrån högpresterande grafikkort.

Det är möjligt att ett komplett system kan köra en INT8 kvantiserad LLM som är upp till 256 GB stor. En kvantiserad modell innebär bara att modellvikterna har konverterats från F32 (flyttal) till INT8 (heltal) och körs mer effektivt på enheter andra än GPU. Du kommer att hitta många sådana modeller på Hugging Face.

En RISC-V Bärbar Dator

En fullfjädrad RISC-V bärbar dator kan vara flera år bort, men tack vare Framework (företaget) är bärbara datorer nu mer modulära än någonsin. Med DC-ROMA AI PC, RISC-V Mainboard II från DeepComputing, kan vi få tillgång till en 8-kärnig RISC-V CPU och en 40 TOPS NPU (INT8).

Det är möjligt att prestandan kanske inte är vad du förväntar dig, så gör din egen forskning.

En Spelkonsol

Om du ännu inte har skaffat en Steam Deck och letar efter ett projekt, läs vår artikel om att spela Steam-spel på RISC-V-processorer. Alternativt, eftersom RISC-V-baserade kort bara är mini-PC:ar, kan du också skapa din egen retro-spelkonsol.

RISC-V är fortfarande långt ifrån mainstream-adoption på stationära och mobila enheter. Men vi ser redan dess närvaro i vissa inbyggda enheter som kameror. Medan det är bra för passionerade projekt är det fortfarande under utveckling, och det kommer att dröja flera år innan det är färdigt.

Milk-V beräkningsklustret kanske inte är klart än, och om du inte vill vänta på det, är ett populärt val för att köra lokala LLM:er att använda två RTX 3090 med 24 GB. Dessa bestar når 284 TOPS för INT8 och 568 TOPS för INT4 - varje! Det betyder att om du kör två kommer de siffrorna att dubbleras. Om du planerar att använda mycket stora modeller är det viktigt att få så mycket VRAM som möjligt. En sådan uppsättning kan inte köra allt, men den kan komma långt.

Nu när du har läst klart Fler Linux-distributioner stöder RISC-V nu—vad är det?, inbjuder vi dig att utforska kategorin Linux ytterligare. Där hittar du fler intressanta artiklar som kommer att utöka dina kunskaper och hålla dig informerad. Sluta inte läsa och upptäcka mer!