İçeriğe atla

RISC-V

RISC-V
TasarımcıKaliforniya Üniversitesi (Berkeley)
Bit32, 64, 128
Tanıtım6 Ağustos 2014 (10 yıl önce) (2014-08-06)
TasarımRISC
AçıkAçık kaynak (BSD lisansı)

RISC-V, RISC prensiplerine uyarak tasarlanmış açık kaynak bir buyruk kümesi mimarisidir. Öbür mimarilerden farklı olarak RISC-V, telifsiz açık kaynak lisanslar ile kullanılabilir. RISC-V mimarisinin kendisi BSD lisansı ile lisanslanmıştır. Birçok firma RISC-V tabanlı donanım geliştirmekte ve yazılımlara RISC-V desteği eklemektedir.

Proje 2010 yılında Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de başlamış olup şu anda 70 ülkeden birçok kişinin ortak çalışmasıyla geliştirilmektedir. RISC-V mimarisinin tek çatı altında geliştirilmesi için kurulan kâr amacı gütmeyen vakıf RISC-V Enternasyonal, İsviçre'de bulunmaktadır.[1][2]

Tarihçe

RISC-V tabanlı bir işlemci prototipi, Ocak 2013

RISC terimi ilk olarak 1980'lerde kullanıldı. Basit ve etkili bilgisayar mimarileri uzun süredir akademinin ilgisini çekiyordu ve bu ilgi DLX isimli RISC işlemci mimarisinin geliştirilmesiyle vücut buldu. DLX eğitimsel amaçlar için tasarlandığından açık kaynaklıydı. Bu sayede hobiciler ile akademisyenler bu mimariyi FPGA'lerde çalışacak şekilde düzenleyebildi. 2. sürüm ve öncesi ARM CPU'larının buyruk kümeleri açıktı ve hala günümüzde GCC isimli açık kaynak C program derleyicisi tarafından destekleniyorlar. RISC-V öncesi geliştirilen başka bir açık kaynaklı RISC mimarisi de DLX tabanlı OpenRISC'dir.

Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de açık kaynak bilgisayar sistemleriyle ilgili bir araştırma görevi sürdüren Krste Asanović, 2010 yılında sıfırdan böyle bir sistem geliştirmeye karar verdi. Birkaç doktora öğrencisinin yardımıyla başladığı projenin "3 aylık yaz mevsiminde bitecek kısa bir iş" olduğunu düşünüyordu. Proje, akademik ve endüstriyel alanlarda kullanılabilecek bir mimari yapmaktı.[3] Aynı üniversitede hoca olan ve Berkeley RISC'i geliştiren David Patterson projeye dahil olmaya karar verdi. Daha önce 4 RISC mimarisi üzerinde çalışmış olması sebebiyle bu projeye RISC-V ismi verilmesini uygun gördü. Öğrenciler bu noktada temel yazılımları, simulasyonları ve CPU tasarımlarını tamamladı.[4]

Projede yer alan geliştiriciler ve çalıştıkları kurumlar ISA (buyruk kümesi mimarisi) belgelerini[5] ve çeşitli CPU tasarımlarını açık ve hoşgörülü bir lisans olan BSD lisansı altında paylaştı. Bu lisans seçimi RISC-V tabanlı yonga türevlerinin özgürce geliştirilmesine olanak tanıdı. Mimarinin tam kodu 2011'de açık şekilde paylaşıldı.[6] Mimariye dair teknik rapor ise Creative Commons lisansı altında paylaşıldı.

Kullanım

RISC-V Enternasyonel, RISC-V kullanan CPU ve SoC dizaynlarının güncel bir listesini tutmaktadır.[7] Son dönemler ABD ve Çin arasındaki ticaret savaşı nedeniyle kapalı ISA'lara erişim sıkıntısı yaşayan Çinli firmalar, CPU ve MCU dizaynlarında RISC-V çekirdeğine geçmiştir.[8]

Türkiye'de

YONGATEK'in Teknofest 2022'de sergilediği KIRMIK video işleme yonga prototipi

Türkiye'de RISC-V tabanlı ilk yonga, ASELSAN tarafından 2022'de tanıtılan ÇAKIL'dır. ÇAKIL; 4 çekirdekli, 400Mhz hıza sahip, 27 mm² alana sahip 64-bit'lik bir işlemcidir. Askeri sistemlerde kullanmak üzere seri üretime geçilmesi planlanmaktadır. İşlemcinin gömülü Linux desteği bulunmaktadır.[9]

YONGATEK, 2024 yılında tasarladığı RISC-V tabanlı mikrodenetleyici ÇENTİK'i kamuoyuyla paylaştı. Beyaz eşya ve robotik ürünlerde kullanılacak yonganın 2025'e kadar 25 milyon adet üretilmesinde ismi saklı firmalarla anlaşmaya varıldı.[10] Firma ayrıca 2022'de KIRMIK isimli bir yonga prototipi de çıkarmıştır.[11]

Kaynakça

  1. ^ "About RISC-V, RISC-V International is the global non-profit home of the open standard RISC-V Instruction Set Architecture (ISA)". RISC-V International. 12 Ağustos 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ağustos 2024. 
  2. ^ "RISC-V To Move HQ to Switzerland Amid Trade War Concerns". EE Times Europe. 28 Kasım 2019. 3 Ekim 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ağustos 2024. 
  3. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 23 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 9 Ağustos 2024. 
  4. ^ https://web.archive.org/web/20180907044920/https://riscv.org/contributors/
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 25 Mayıs 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 9 Ağustos 2024. 
  6. ^ "Arşivlenmiş kopya". 15 Mayıs 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ağustos 2024. 
  7. ^ "RISC-V Cores and SoC Overview". RISC-V. 25 Eylül 2019. 31 Mart 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  8. ^ "China Is All In on a RISC-V Future". 8 Ocak 2024. 7 Mayıs 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2024. 
  9. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 20 Ağustos 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 20 Ağustos 2024. 
  10. ^ "Arşivlenmiş kopya". 20 Ağustos 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ağustos 2024. 
  11. ^ "Arşivlenmiş kopya". 20 Ağustos 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ağustos 2024. 

İlgili Araştırma Makaleleri

MIPS, Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, MIPS teknolojileri adlı firma tarafından 1985 yılında geliştirilmiş indirgenmiş komut kümesi türü bir mikroişlemci mimarisidir.

<span class="mw-page-title-main">BSD</span>

BSD, Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'in kaynak kodu dağıtımı olan, AT&T'nin UNIX'i için bir eklentiler zinciridir. Birçok açık kaynak kodlu işletim sistemi projesi, 4.4 BSD-Lite olarak bilinen kaynak kodu dağıtımını temel kabul eder. Ek olarak bunlar, özellikle GNU projesi olmak üzere diğer birçok açık kod projesini de kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Oracle Solaris</span>

Solaris, ilk olarak Sun Microsystems tarafından geliştirilmiş, UNIX tabanlı bir işletim sistemidir. 1993 yılında halefi olan SunOS işletim sisteminin yerini almıştır. Ocak 2010'da Oracle firmasının Sun firmasını satın almasıyla Oracle Solaris olarak anılmaya başlanmıştır.

İndirgenmiş Buyruk Küme Bilgisayar, işlemci tasarım alanında 1980'li yıllarda önerilen ve giderek CISC'in yerini alan bir buyruk kümesi mimarisidir.

ARM mimarisi RISC tabanlı bir işlemci mimarisidir. Genel itibarıyla düşük güç tüketimi, diğer RISC tabanlı işlemcilere göre yüksek performanslı oluşu ve x86-x64 işlemcilere göre daha hesaplı olmasından dolayı gömülü sistemlerde, taşınabilir aygıtlarda kullanılan yongasetlerinin dizaynında tercih edilir. 32 ve 64 bit modelleri bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Sun Microsystems</span>

Sun Microsystems, merkezi Santa Clara, Kaliforniya'daki Silikon Vadisi olan, 24 Şubat 1982 tarihinde kurulmuştur. Bilgisayar ve bilgisayar parçaları, yazılım ve bilgi teknolojileri de dahil olmak üzere birçok alanda üretim ve satış yapan şirkettir.

<span class="mw-page-title-main">Pentium</span>

Pentium, Intel’den beşinci nesil x86 mimarisi bir mikroişlemcisidir. 486 serisinin ardılıydı ve ilk olarak 22 Mart 1993 tarihinde duyurulmuştu.

<span class="mw-page-title-main">PowerPC</span>

PowerPC, AIM olarak bilinen Apple-IBM-Motorola ittifakının 1991'de geliştirdiği bir RISC mikroişlemcisidir. Genel olarak kişisel bilgisayarlar içindir. PowerPC merkezi işlem birimleri (CPU) gömülü (embedded) ve yüksek performans işlemcileri olduğu için popüler olmuştur. PowerPC 1990'da AIM' in ve PReP'in temel taşı oldu, fakat mimari Apple'ın Macintosh'unun 1994–2006 modellerinde daha başarılı bulundu.

<span class="mw-page-title-main">Mikroişlemci</span> ana işlem biriminin fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümdevrede birleştiren programlanabilir sayısal elektronik bileşen

Mikroişlemci, işlemci olarak da bilinen, merkezî işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tüm devrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir.

<span class="mw-page-title-main">Bilgisayar mimarisi</span>

Bilgisayar mimarisi, en küçüğe ve en başarılıya ulaşmayı hedeflerken aynı zamanda maliyeti de göz önünde bulundurduğu için sanat ve bilimin ortak buluştuğu nokta olarak da tanımlanır. Bilgisayar Mimarisi, bilgisayar parçalarının iç yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile ilgilidir.

<span class="mw-page-title-main">Pentium III</span>

Pentium III işlemciler Intel 32x86 masaüstü ve mikroişlemcileri destekler. 26 Şubat 1999 tarihinde ilk üretimi yapılmıştır ve üzerinde 9.5 milyon transistör bulunmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Alfa işlemcisi</span>

Alfa işlemcisi, 64 bitlik RISC tasarım mimarisi kullanan mikroişlemciler grubundandır. DEC Alfa veya Alfa AXP olarak da bilinir. Digital Equipment Corporation tarafından üretilmiştir. İşlemcilerindeki "DEC" kısaltması da şirketin baş harflerinden gelmektedir."AXP"nin ise nereden geldiği bilinmemekle beraber, sadece şirket yöneticileri tarafından bulunduğu düşünülmektedir. Bilgisayar sektöründe ise bu kısaltma şakayla karışık "Almost Exactly PRISM" olarak yer almaktadır.
DEC firmasının diğer bir işlemcisi olan 32 bitlik VAX işlemcilerinin yerine tasarlanmıştır. İlk olarak DEC iş istasyonlarında ve sunucularda kullanılmıştır. Daha sonra anakartlara ve masaüstü bilgisayarlara uyarlı hale getirilmiştir. Alfa işlemcileri UNIX ve Linux işletim sistemlerini desteklemekle birlikte Microsoft'un Windows NT ve Windows NT 4.0 da Alfa işlemcileri ile kullanılabilmektedir. Windows'un daha sonra çıkan işletim sistemleri Alfa tarafından desteklenmemektedir.
Alfa işlemcileri 1998 yılında Compaq'a satılmıştır. Daha sonra da Compaq'ın Intel tarafından satın alınması ile Alfa işlemcileri geri plana atılarak yavaş yavaş ortadan kalkmıştır. Intel firması Alfa işlemcilerini satın almasıyla Alfa işlemcilerinde bulunan iyi özellikleri o tarihlerde üretmiş olduğu IA-64 Itanium mimarisine katmıştır. Aynı dönemde Hewlett-Packard'ın Compaq'ı satın alarak, Alfa'nın var olan ürünlerini 2004 yılına kadar geliştirmiştir. Hewlett-Packard Ekim 2006 ya kadar Alfa tabanlı sistemleri satmaya devam etmek için bir anlaşma imzalamıştır. Kasım 2006 da ise bu anlaşmayı uzatarak 27 Nisan 2007 ye kadar ürünleri satacağını duyurmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Itanium işlemcisi</span>

Itanium işlemcisi, Intel firmasının 64-bit işlemci ailesinden olup IA-64 mimarisi kullanan işlemcilerinin devamı olarak bilinir. Itanium ve Itanium2 olarak sunulan bu işlemci ilk olarak Ekim 2001'de piyasaya sürülmüştür. Itanium işlemcilerin asıl hedefi yüksek performansa sahip bilgisayarlardı. Bu işlemcinin mimarisinin gelişimi ilk olarak Hewlett-Packard tarafından yapılmıştır ve devamında ise Intel ve Hewlett-Packard ortak olarak birlikte gerçek Itanium mimarisini geliştirmişlerdir.

<span class="mw-page-title-main">IBM POWER mimarisi</span>

IBM POWER, IBM tarafından geliştirilen RISC tabanlı bir komut kümesi mimarisidir. POWER serisi mikroişlemcileri ana işlemci olarak birçok IBM sunucusunda, küçük bilgisayarlarda, iş istasyonlarında ve süper bilgisayarlarda kullanılıyor. POWER3 ve sonrasında gelen POWER mikroişlemci serilerinde tamamıyla 64-bit PowerPC mimarisi uygulanmıştır. POWER3 ve üstü mikroişlemcilerde eski POWER komutları uygulanmamıştır.

<span class="mw-page-title-main">BSD lisansları</span>

BSD lisansları izin veren özgür yazılım lisansları ailesidir. Lisans ilk kez aynı isimdeki bir Unix benzeri işletim sistemi olan Berkeley Software Distribution (BSD) tarafından kullanıldı.

<span class="mw-page-title-main">StrongARM</span>

StrongARM, ARM V4 (ISA) mimarisi uygulanan mikroişlemciler için kullanılan bir ad. Digital Equipment Corporation (DEC) tarafından geliştirilmiş ve daha sonra Intel'e XScale sisteminin yerine üretmeye devam etmesi için satılmıştır.

Çok uzun buyruk kelimesi, buyruk düzeyindeki paralelliğin avantajından yararlanmak için geliştirilmiş bir işlemci tasarımıdır. Her buyruğu arka arkaya çalıştıran işlemciler, işlemci kaynaklarını verimsiz bir şekilde kullanabilmekte ve bu durum da başarımın düşmesine neden olmaktadır. Başarım, sıralı çalışan buyrukların çalıştırılma basamaklarında farklı aşamalarda olmasıyla veya aynı anda birden fazla buyruğun birbirinden bağımsız olarak çalıştırılmasıyla arttırılabilir. Bu yöntemlerin daha da iyileştirilmesi, buyrukların programdaki sırasından farklı bir sırada çalıştırılması ile sağlanabilir; bu yönteme de Sırasız yürütüm denir.

<span class="mw-page-title-main">Açık kaynak donanım</span>

Açık kaynak donanım, herkesin kullanımına açık olarak tasarlanmış donanımdır. Böylece herhangi biri özgürce donanım tasarımı üzerinde çalışabilir, değiştirebilir, donanımın aynısından yapabilir ve satabilir. Özgür ve açık kaynak kodlu yazılım ve açık kaynak donanım, açık kaynak kültürü hareketi tarafından başlatılmıştır. Açık kaynak donanım terimi genellikle donanım hakkındaki bilgilerin kolaylıkla anlaşılması ile ilgilidir. Donanımsal tasarım ile birlikte donanımların sürücü yazılımları tamamen açık kaynak olarak yayınlanır.

<span class="mw-page-title-main">Mac'in Apple silicon'a geçişi</span>

Mac'in Apple silicon'a geçişi, Apple'ın merkezî işlem birimi (CPU'lar) değiştirme işlemidir. 2005-2020 yıllarında Mac'in Intel işlemciler'e geçişi olmuştur ve bu sürecde ürünlerinde Apple-Intel mimarisi kullanıldı. 2020 yılında Intel şirketinin x86-64 işlemcileri Apple silicon ile değiştirildi. CEO Tim Cook, 22 Haziran 2020'de WWDC açılış konuşmasında "iki yıllık bir geçiş planı" duyurdu. Kasım ayında Apple tarafından tasarlanmış işlemcilere sahip ilk Mac'ler piyasaya sürüldü.

Uygulamaya özel komut seti işlemcisi (UÖKİ) veya ASIP, yongada sistem tasarımında kullanılan bir bileşendir. Aynı zamanda bir tasarım yöntemi olarak kullanılır. Bir UÖKİ'nin komut seti, belirli bir uygulamaya fayda sağlayacak şekilde uyarlanmıştır. Çekirdeğin özelleşmesi, genel amaçlı bir CPU'nun esnekliği ve bir ASIC'in performansı arasında denge sağlar.