La Linux Foundation si occuperà dei chip open source

La Linux Foundation ha aperto un nuovo indirizzo: CHIPS Alliance. Nell'ambito di questo progetto, l'organizzazione svilupperà un sistema open source per i team RISC-V e tecnologie per la creazione di processori basati su di esso. Approfondiamo cosa sta accadendo in questo settore.

La Linux Foundation si occuperà dei chip open source
/ фото Gareth Halfacree CC BY-SA

Perché è nata CHIPS Alliance

Le patch che proteggono da Meltdown e Spectre, in alcuni casi riducendo le prestazioni dei server fino al 50%. Allo stesso tempo, continuano a emergere nuove varianti di vulnerabilità legate all'esecuzione speculativa dei comandi. Di una di queste si è avuto notizia all'inizio di marzo — gli esperti di cybersecurity l'hanno battezzata Spoiler. Questa situazione influisce sulla discussione necessità di rivedere le attuali soluzioni hardware e i metodi di sviluppo. In particolare, Intel sta già preparando una nuova architettura per i propri processori, non soggetta a Meltdown e Spectre.

Anche la Linux Foundation non è rimasta a guardare. L'organizzazione ha lanciato la propria iniziativa: CHIPS Alliance, i cui partecipanti si occuperanno dello sviluppo di processori basati su RISC-V.

Quali progetti sono già in fase di sviluppo

Nell'elenco dei partecipanti alla CHIPS Alliance ci sono Google, Western Digital (WD) e SiFive. Ognuna di esse ha presentato i propri sviluppi. Parliamo di alcuni di essi.

RISCV-DV

Il colosso della ricerca IT ha rilasciato in open source una piattaforma per il testing dei processori basati su RISC-V. La soluzione genera casualmente comandi che testano il funzionamento del dispositivo: testano i processi di transizione, lo stack delle chiamate, permettono i registri CSR e altro. Ecco come appare la classe, che si occupa di eseguire un semplice test delle istruzioni aritmetiche:

Ad esempio, class riscv_arithmetic_basic_test extends riscv_instr_base_test;`uvm_component_utils(riscv_arithmetic_basic_test) `uvm_component_newvirtual function void randomize_cfg(); cfg.instr_cnt = 10000; cfg.num_of_sub_program = 0; cfg.no_fence = 1; cfg.no_data_page = 1'b1; cfg.no_branch_jump = 1'b1; `DV_CHECK_RANDOMIZE_WITH_FATAL(cfg, init_privileged_mode == MACHINE_MODE; max_nested_loop == 0;) `uvm_info(`gfn, $sformatf("riscv_instr_gen_config is randomized:n%0s", cfg.sprint()), UVM_LOW) endfunctionendclassper gli sviluppatori, la piattaforma si distingue dalle analoghe perché consente di verificare in sequenza tutti i componenti del chip, inclusi i blocchi di memoria.

Il protocollo OmniXtend

Secondo gli esperti, i principali problemi dell'Internet delle cose sono le password facilmente indovinabili (spesso sono presenti password di fabbrica preimpostate, accessibili pubblicamente) e i firmware obsoleti dei dispositivi. In migliori dei casi, gli aggiornamenti vengono pubblicati con notevoli ritardi, nel peggiore — non vengono rilasciati affatto (a volte la possibilità di aggiornamento non è nemmeno prevista a livello tecnico). Di conseguenza, molti dispositivi IoT vengono compromessi attraverso modi banali, come vulnerabilità nell'interfaccia web. Quasi tutte queste vulnerabilità sono critiche, ma il produttore ha possibilità estremamente limitate di creare rapidamente una patch e distribuirla come aggiornamento. È un protocollo di rete sviluppato da WD, che garantisce la coerenza della cache durante la trasmissione dei dati su Ethernet.

OmniXtend

OmniXtend OmniXtend permette di scambiare messaggi direttamente con la cache del processore ed è utilizzato per connettere vari tipi di acceleratori: GPU o FPGA. È anche adatto per la creazione di sistemi basati su più chip RISC-V.

Il protocollo è già supportato da chip SweRV, orientati all'elaborazione dei dati nei data center. SweRV è un processore superscalare a doppio pipeline a 32 bit, realizzato con un processo tecnologico a 28 nanometri. Ogni pipeline ha nove livelli, consentendo il caricamento e l'esecuzione di più comandi contemporaneamente. Il dispositivo opera a una frequenza di 1,8 GHz.

Il generatore Rocket Chip

è una soluzione di SiFive, fondata dagli sviluppatori della tecnologia RISC-V. Rocket Chip è un generatore di core per processori RISC-V scritto in Chisel. È rappresenta un insieme di librerie parametrizzate, utilizzate per creare SoC.

Per quanto riguarda Chisel, un linguaggio di descrizione dell'hardware basato su Scala. Genera codice a basso livello in Verilog, che è adatto viene utilizzato per l'elaborazione su ASIC e FPGA. In questo modo, consente di applicare principi OOP nello sviluppo RTL.

Le prospettive dell'alleanza

Gli esperti affermano che l'iniziativa della Linux Foundation renderà il mercato dei processori più democratico e aperto a nuovi attori. In IDC sottolineano, si ritiene che la crescita della popolarità di tali progetti avrà un effetto positivo sullo sviluppo delle tecnologie di apprendimento automatico e dei sistemi AI in generale.

La Linux Foundation si occuperà dei chip open source
/ фото Fritzchens Fritz PD

Lo sviluppo di processori open source contribuirà anche a ridurre i costi di progettazione dei chip personalizzati. Tuttavia, ciò avverrà solo se la comunità della Linux Foundation riuscirà ad attrarre un numero sufficiente di sviluppatori.

Progetti analoghi

Altre organizzazioni si occupano anch'esse dello sviluppo di progetti legati all'hardware open source. Un esempio è il consorzio CXL, che ha presentato a metà marzo lo standard Compute Express Link. Questa tecnologia è analoga a OmniXtend e collega anche CPU, GPU, FPGA. Per lo scambio di dati, lo standard utilizza il bus PCIe 5.0.

Un altro progetto che si occupa dello sviluppo delle tecnologie dei processori è MIPS Open, emerso nel dicembre 2018. L'iniziativa è stata creata dalla startup Wave Computing. Gli sviluppatori prevedono di aprire l'accesso agli ultimi set di istruzioni a 32 e 64 bit di MIPS per la comunità IT. Il lancio del progetto si prevede è previsto nei prossimi mesi.

In generale, l'approccio open source sta diventando una norma non solo per il software, ma anche per l'hardware. Progetti simili sono sostenuti da grandi aziende. Pertanto, ci si possono aspettare più dispositivi sul mercato basati su standard hardware aperti nel prossimo futuro.

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Fonte: habr.com

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