La Cina punta sui chip RISC-V open source ad alte prestazioni

A settembre, un istituto militare con sede a Pechino ha presentato un brevetto per un chip ad alte prestazioni basato sull’architettura RISC-V, che fornisce uno spaccato dell’ambiziosa strategia della Cina per rimodellare il mercato globale dei chip e migliorare la resilienza contro le sanzioni statunitensi.

Un esempio di scheda hardware basata su RISC-V. Credito immagine: riscv.org

L’Accademia delle scienze militari dell’Esercito popolare di liberazione ha utilizzato nel brevetto lo standard open source RISC-V, con l’obiettivo di ridurre al minimo i malfunzionamenti dei chip in applicazioni come il cloud computing e le auto intelligenti.

RISC-V è un’architettura di set di istruzioni (ISA), che fornisce un linguaggio informatico per la progettazione di chip, da quelli degli smartphone ai processori avanzati per intelligenza artificiale.

RISC-V, pronunciato come “rischio cinque”, è uno standard aperto radicato nei principi consolidati del RISC (Reduced Instruction Set Computing). Distinguendosi da molti altri progetti ISA, RISC-V opera con licenze open source esenti da royalty.

Gli standard più diffusi in questo settore, come x86 dominato dalle società statunitensi Intel e Advanced Micro Devices, e Arm sviluppato dalla britannica Arm Holdings (di proprietà del gruppo SoftBank), sono generalmente controllati da entità occidentali.

I controlli sulle esportazioni imposti dagli Stati Uniti e dal Regno Unito attualmente limitano la vendita dei modelli x86 e Arm più avanzati, responsabili della produzione di chip ad alte prestazioni, ai clienti in Cina. Mentre gli Stati Uniti estendono le limitazioni all’accesso della Cina ai semiconduttori avanzati e alle apparecchiature per la produzione di chip, la natura open source di RISC-V è diventata parte integrante della strategia di Pechino per ridurre la dipendenza dalla tecnologia occidentale, anche se l’architettura emergente ne detiene solo una frazione del mercato dei chip.

“Il più grande vantaggio dell’architettura RISC-V è che è geopoliticamente neutrale”, ha evidenziato un rapporto della Commissione Scienza e Tecnologia del governo di Shanghai in aprile.

Tra il 2018 e il 2023, Pechino, insieme a numerosi enti statali e istituti di ricerca cinesi investito un minimo di 50 milioni di dollari nei progetti RISC-V. Nonostante la cifra apparentemente modesta, le recenti scoperte e applicazioni di RISC-V in Cina, spesso supportate da finanziamenti governativi, hanno instillato fiducia a Pechino sul fatto che lo standard open source potrebbe potenzialmente sfidare il duopolio x86-Arm in futuro.

Le aziende e gli istituti di ricerca cinesi stanno utilizzando i chip RISC-V per alimentare una vasta gamma di applicazioni, tra cui auto a guida autonoma, modelli di intelligenza artificiale e centri di archiviazione dati. A differenza delle architetture chiuse come Arm e x86, che sono proprietarie e comportano costi di licenza, RISC-V è un’architettura open source che consente l’uso gratuito.

Con una struttura più semplice, RISC-V porta spesso a chip più efficienti dal punto di vista energetico e gli utenti hanno la flessibilità di basarsi sulla struttura per soddisfare i loro requisiti specifici. Secondo i rapporti, più della metà degli oltre 10 miliardi di chip RISC-V spediti a livello globale entro il 2022 sono stati prodotti in Cina. A quel punto i finanziamenti per le startup RISC-V in Cina avevano raggiunto almeno 1,18 miliardi di dollari.

La Cina ha assistito a un aumento significativo dei brevetti relativi a RISC-V, con 1.061 pubblicati nel 2023, rispetto ai soli 10 del 2018. Le principali aziende tecnologiche cinesi come Alibaba e Huawei sono state tra i principali depositari di brevetti RISC-V.

RISC-V è visto come una mossa strategica da parte di Pechino per mitigare i rischi associati a potenziali restrizioni su Arm, l’architettura dominante in Cina. Sebbene i chip RISC-V possano attualmente restare indietro rispetto ad Arm in compiti informatici complessi, il divario prestazionale sta diminuendo man mano che emergono sempre più startup RISC-V e le aziende tecnologiche investono in questo standard open source.

Quali sono le caratteristiche principali dell’architettura RISC-V?

L’architettura RISC-V (Reduced Instruction Set Computing – Five) è caratterizzata da diverse caratteristiche chiave che la rendono una scelta attraente per gli sviluppatori e una valida alternativa ad altri prodotti e architetture commerciali concorrenti:

1. Open Source: una delle caratteristiche distintive di RISC-V è che si tratta di un’architettura di set di istruzioni open source. Chiunque può accedere e implementare le specifiche senza la necessità di pagare costi di licenza.
2. Modularità: l’architettura RISC-V è progettata pensando alla modularità. È disponibile in varie configurazioni standard (32, 64 e 128 bit) ed estensioni, consentendo flessibilità per diverse applicazioni.
3. Semplicità: RISC-V segue la filosofia RISC, enfatizzando la semplicità nel design. Ha un set di istruzioni più piccolo rispetto alle architetture Complex Instruction Set Computing (CISC), rendendolo più facile da comprendere e implementare.
4. Scalabilità: l’architettura è scalabile per soddisfare le esigenze di diversi ambienti informatici. Può essere utilizzato in semplici microcontrollori, sistemi embedded e applicazioni informatiche ad alte prestazioni.
5. Compatibilità: RISC-V è progettato per essere compatibile con gli ecosistemi software e hardware esistenti. Questa compatibilità aiuta nell’adozione di RISC-V senza grandi interruzioni.
6. Estendibilità: RISC-V consente una facile aggiunta di estensioni personalizzate. Ciò significa che è possibile aggiungere funzionalità o istruzioni specifiche per soddisfare i requisiti di particolari applicazioni o settori.
7. Efficienza energetica: la semplicità delle istruzioni RISC-V contribuisce all’efficienza energetica, rendendolo adatto a dispositivi e ambienti con vincoli di potenza.
8. Coinvolgimento della comunità: RISC-V ha raccolto una comunità vivace e in crescita di sviluppatori, ricercatori e aziende che contribuiscono al suo sviluppo. Questo approccio guidato dalla comunità promuove l’innovazione e la rapida evoluzione.

Nel complesso, queste caratteristiche rendono RISC-V una scelta interessante per varie applicazioni, dai sistemi embedded su piccola scala ai data center su larga scala. L’apertura e la flessibilità di RISC-V hanno portato alla sua crescente adozione sia nella ricerca accademica che nelle applicazioni industriali.

Scritto da Alius Noreika