RISC-V vs. ARM：未来を支配するアーキテクチャの比較。勝利するのはどちらか？

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魅力的な世界で RISC型プロセッサアーキテクチャ、間の競争 RISC-V vs ARM 近い将来、この2つのアーキテクチャが主流となる可能性を考えると、この2つのアーキテクチャの重要性は高まっています。そこで、本稿では両アーキテクチャの長所と短所を分析し、現代の電子機器のパワー、効率、そして汎用性にどのような影響を与えるかを検証します。

ISAとは何ですか?

RISC-V 対 ARM の戦いに進む前に、まず理解しておくべきことがいくつかあります。 必要な基本概念。 たとえば、ISA、マイクロアーキテクチャ、IP コアなどが何であるかを知ることです。

La ISA（命令セットアーキテクチャ）アーキテクチャ（単に「アーキテクチャ」と呼ばれることもあります）とは、プロセッサが実行できる操作を定義する命令セットを指します。また、処理できるデータの種類、レジスタ、ワードサイズ、アドレッシングモードも定義します。ただし、後ほど説明するように、拡張機能として新しい命令をいつでも追加できます。

つまり、ISAは ハードウェアとソフトウェア間のインターフェースを定義する抽象化レベルこれにより、プログラマーは基盤となるハードウェアの特定の詳細を気にすることなくコードを記述できます。このISAは、ほとんどの場合、汎用CPU向けに設計されるため、あらゆるソフトウェアを汎用的に実行できるだけの十分な命令を備えている必要があります。例えば、プログラマーがプログラムのソースコードを記述すると、コンパイルされると、CPUがソフトウェアを実行するために必要なマシンコード命令を含むバイナリ形式に変換されます。

たとえば、これは C 言語で書かれた単純なソースコードで、画面に「Hello World!」というメッセージを表示する単純なプログラムを実行しますが、このソースコードは汎用的であるため、どの ISA でも動作します。

＃含むint main() { printf("Hello World!\n"); 戻り値 0; }

ただし、このコードをアセンブリ言語に変換すると、x86-64 アーキテクチャタイプ用の ASM を作成できます。

section .data hello db 'Hello World!', 0 section .text global _start _start: ; コンソールにメッセージを書き込む mov rax, 1 ; sys_write のシステムコール mov rdi, 1 ; ファイル記述子: stdout mov rsi, hello ; メッセージへのポインタ mov rdx, 12 ; メッセージの長さ syscall ; プログラムを終了 mov rax, 60 ; sys_exit のシステムコール xor rdi, rdi ; 終了コード 0 syscall

または、ARM アーキテクチャの場合は次のようになります。

.data hello: .asciz "Hello World!\n" .text .global _start _start: // コンソールにメッセージを書き込む mov x8, 64 // sys_write のシステムコール mov x0, 1 // ファイル記述子: stdout ldr x1, =hello // メッセージのアドレス ldr x2, =13 // メッセージの長さ svc 0 // プログラムを終了 mov x8, 93 // sys_exit のシステムコール mov x0, 0 // 終了コード 0 svc 0

あるいは、たとえば RISC-V の ASM では次のようになります。

# データセクション .data hello_string: .asciiz "Hello, world\n" # テキストセクション .text .globl _start _start: # 標準出力に書き込むシステムコール li a0, 1 # ファイル記述子: STDOUT li a1, hello_string # 文字列のアドレス li a2, 13 # 文字列の長さ li a7, 64 # 書き込むシステムコールコード (RISC-V では 64) ecall # システムコールを実行する # 終了するシステムコール li a7, 93 # 終了するシステムコールコード (RISC-V では 93) li a0, 0 # 終了コード ecall # システムコールを実行する

したがって、プログラムごとにマシンコードが異なるため、x86 プロセッサは ARM 用にコンパイルされたバイナリを理解できず、ARM プロセッサは x86 用にコンパイルされたバイナリを理解できません...

言い換えれば、ISAは、 CPUが行う操作 実行できるのは、データを追加する ADD、減算する SUB、乗算する MUL、除算する DIV などのさまざまな演算、データレベルとメモリアクセスの両方における演算、算術演算だけでなく論理レベルの演算などです。つまり、これは CPU が理解できる言語であり、ソフトウェアを特定のマシンで動作するように翻訳する必要があります。

ISAにはいくつか種類があり、 最もよく知られている建築 x86、ARM、MIPS、Power ISA、RISC-V、SPARCなど、様々なISAがあります。各ISAには独自の命令セットと実行ルールがあります。コンパイラは、高水準ソースコードをプロセッサが実行するISA固有のマシンコードに変換します。そのため、x86チップ用にコンパイルされたプログラムはArmチップと互換性がなく、その逆も同様です。これは、各ISAがハードウェアが理解する必要がある異なる言語であるためです。

現在使用されているほとんどのISA 数十年前に開発された、 これまでもアップデートや拡張機能の追加が行われ、現在のワークロードのパフォーマンス向上が図られてきましたが、真に新しいものはほとんどありません。RSIC-Vは、現代社会に合わせてゼロから設計されたアーキテクチャの、まだ新しい例と言えるでしょう。

マイクロアーキテクチャ

La マイクロアーキテクチャ CPUのマイクロアーキテクチャとは、アーキテクチャ（ISA）の具体的な内部実装を指します。つまり、そのISAを開発するために作成された設計です。言い換えれば、マイクロアーキテクチャはCPUの内部構造を記述するもので、命令の管理と実行方法、アウトオブオーダー実行（該当する場合）、レジスタの処理方法、キャッシュメモリへのアクセスと管理方法、その他回路および内部ロジックレベルの詳細が含まれます。

POR ejemplo現在のマイクロアーキテクチャの例として、AMD Zen 4とIntel Meteor Lakeが挙げられます。どちらもx86-64 ISAを実行できます。しかし、これらは異なる企業によって開発されているため、アーキテクチャが異なります。つまり、これまでの歴史を見ればわかるように、同じISAでも複数の異なるマイクロアーキテクチャが存在する可能性があります。しかし、あるマイクロアーキテクチャを別のISAで動作させることはできません。動作させるには、そのISA専用に設計する必要があるからです。例えば、Qualcomm KryoマイクロアーキテクチャはARM ISA向けに設計されており、x86やその他のISAの命令を理解できません。

IPコア Pentium III Tualatinのダイショット

Un IPコア （知的財産）とは、企業によって事前に定義されたハードウェア設計ブロック、つまり特定のISA向けのマイクロアーキテクチャ実装を指します。本質的に、IPコアは、機能をゼロから再設計したり設計したりすることなく、より広範なチップ設計に統合できる完全な機能ユニットです。

一部の企業は自社専用のコアを設計し、 これらのコアの知的財産は第三者に譲渡されます。 例えば、IntelやAppleがこれに該当します。一方、他の企業では、これらのコアのライセンス供与を許可することで、サードパーティがマイクロアーキテクチャをゼロから開発することなく、自社の設計にコアを利用できるようにしています。このような別の形態のコアライセンス供与の例としては、Armや、RISC-Vに関連するSiFiveなどの企業があります。SiFiveについては後ほど説明します。

オープンアーキテクチャとクローズドアーキテクチャ

RISC-V 対 ARM の戦いをより深く理解するには、クローズドまたはプロプライエタリ ISA とは何か、オープンまたはオープンソース ISA とは何かを知ることが重要です。

A クローズドまたはプロプライエタリISA 企業などの特定の組織によって内部の詳細と仕様が管理・維持されている命令セットアーキテクチャを指します。アーキテクチャの設計と動作の詳細は、その組織の独占的な財産であり、多くの場合、著作権や特許によって保護されています。ハードウェア開発者やメーカーは、このISAに準拠するプロセッサを実装するために、ライセンスまたは許可を取得する必要があります。このタイプのISAの例としては、IntelやAMDなどが使用するx86 ISAが挙げられます。これはかつては独自のISAであったため、AMDとはクロスライセンス契約を結んでいたものの、他社は使用料を支払って使用する必要がありました。さらに、AMDはAMD64の設計を担当し、IntelはこれをEM64T（64ビット拡張、つまりx86-64）と名付けました。そのため、現在はAMDが所有しています。このISAを使用するには、これらの企業に使用料を支払う必要があります。このタイプのクローズドISAのもうXNUMXつの例は、Armによって開発されたARMです。ARMはライセンスなしでは使用できず、ARMをベースにしたチップを開発するには、Armに使用料を支払う必要があります。たとえば、Apple は自社のチップ用の Arm ISA の費用を支払う必要があり、Qualcomm も自社のチップ用に同じ費用を支払う必要があります。
A オープンソースISA 仕様が公開されており、誰でも実装して開発に貢献できるISAです。誰が使用したり、設計に貢献したりできるかについて、大きな制限はありません。これにより、互換性のあるハードウェア開発におけるコラボレーションとイノベーションが促進されます。このタイプの例としては、最近リリースされたMIPS ISAや、同じくリリースされ、現在はOpenPOWER Foundationの一部となっているIBMのOpenPOWERが挙げられます。そして、もちろん最もよく知られているのはRISC-Vです。これらのISAはBSDなどのフリーライセンスの下にあるため、誰でも無料で設計に使用できます。ご存知のとおり、OpenPOWERはIBMが使用しているPower ISAであり、もはやクローズドではありません。

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オープンソースISAは、ハードウェア開発における柔軟性と連携性を高めるため、イノベーションと競争に有益であるとよく考えられています。また、ISAを利用する企業は多額のロイヤリティを節約できます。

RISCとCISC 出典：サーキットダイジェスト

このRISC-VとARMの比較で扱っているISAは両方ともRISC型なので、それが何であるかを知ることが重要です。 RISC（縮小命令セットコンピューティング） そして、それは CISC（複合命令セットコンピューティング）RISCの例としてはARM、RISC-V、MIPS、SPARC、POWERなどが挙げられ、CISCの例としてはx86、Z/Architectureなどが挙げられます。一般的に、CISCは最も古く、RISCは後から登場したパラダイムです。しかしながら、現在のCISC実装は、その利点を活用するために、物理レベルではRISCとして動作していると言わざるを得ません。例えば、IntelとAMDのx86 CISCスイートでは、CPUはハードウェアレベルでRISCとして動作し、CISC型の大規模な命令をマイクロオペレーションと呼ばれるより単純なRISCスタイルの命令に変換しています。

へ RISCとCISCの違いを理解し、メリットとデメリットを理解する それぞれについて、ポイントごとに比較してみましょう。

命令の複雑さ:
- RISC: 小さくシンプルな命令セットが特徴です。命令は通常、基本的な操作を実行し、1クロックサイクルで実行されるように設計されています。さらに、命令は固定長で、アドレッシングモードは限られています。
- CISC: より大規模で複雑な命令セットを備えており、複数のクロックサイクルを必要とする操作が含まれる場合があります。これらの命令の長さはそれぞれ異なる場合があります。
ハードウェアの複雑さ:
- RISC: 各命令がより基本的なものとなり、制御回路が少なくなるため、命令に関連するハードウェアはよりシンプルになります。そのため、マイクロアーキテクチャの実装が容易になります。
- CISC: より複雑な命令をデコードして実行するために、より複雑なハードウェアが関連しています。

実行効率:
- RISCRISCプロセッサは命令が単純で短いため、これらの操作をより高速に実行し、必要なクロックサイクル数が少なくなります。さらに、クロック周波数はCISC設計よりも高く設定できます。
- CISC: これらは重い命令であるため、実行に時間がかかります。IntelとAMDの事例で説明したように、CISCからRISCへの動的な変換を備えた設計であっても、マイクロコードが各CISC命令を複数のマイクロオペレーションに変換するため、ハードウェア側の負担は大きくなります。
パイプラインの最適化:
- RISC: この設計は、より効率的なパイプラインの実装を優先し、より高い並列性を実現することで、前の命令が完了する前に次の命令を開始できるようにします。これにより、パフォーマンスが向上します。
- CISC: これは少し複雑ですが、私が言及したテクニックを使用すれば可能です。
Consumodeenergía：
- RISC: ハードウェア設計がシンプルなため、消費電力は一般的に低く、これらのチップは優れた効率性を実現します。
- CISC: より複雑なため、比較すると消費量はいくらか多くなるかもしれません。
プログラムの長さ:
- RISC: 命令が単純になったため、同じプログラムを実行するには、同じことを行うための命令が増えた、より長いコードが必要になります。
- CISC: 複雑な命令なので、1 つの命令で複数の RISC と同じことを実行でき、この意味ではコードが短くなります。
ビルドロード:
- RISCこれらの設計では、最適化はコンパイラに大きく依存します。つまり、より複雑なコンパイラとよりシンプルなハードウェアが実現されることになります。
- CISCこの設計では、最適化はハードウェア側により依存します。そのため、コンパイラはよりシンプルになりますが、ハードウェアはより複雑になります。

ARMとは何ですか?

腕（現在は日本のソフトバンクが所有）は、ARMアーキテクチャ（Advanced RISC Machine）に特化した大手チップ設計およびライセンス企業です。英国で設計されたこのアーキテクチャは当初、Acornコンピュータ専用でしたが、組み込み機器やモバイルデバイス分野における優れた性能と効率性により徐々に普及し、最終的にはサーバー、HPC、そしてPCの世界にも進出しました。

このおかげで、あなたの 生態系は非常に豊かですこのプラットフォームと互換性のあるコンパイル済みソフトウェアとハードウェアが豊富に用意されています。ACPI、UEFIなどの一般的なx86標準もサポートしています。オペレーティングシステムに関しては、GNU/Linux（ChromeOSとAndroidも）、Windows、FreeBSD、iOS/iPadOS、macOSなど、幅広い互換性のあるシステムをご用意しています。

ARMは元々は Acorn RISCマシンは、1980年代にAcorn Computersによって開発されました。1990年には、Acorn Computers、Apple、VLSI Technologyの1社による合弁会社であるAdvanced RISC Machines Ltd.（現ARM Holdings）が設立されました。ARM2やARM610といった初期のARMプロセッサは、Archimedesコンピュータに使用され、1993年にはAppleのNewtonパーソナルデジタルアシスタントにARMXNUMXプロセッサが採用されたことで人気を博しました。

私がコメントしたように、 ARMはRISC型ISAである 効率性とシンプルさ、そして多くの設計で実証されている高いパフォーマンスで際立っています。ArmはISAを設計し、現在はサードパーティへのライセンス供与用のマイクロアーキテクチャとIPコアの設計も担当していますが、ISA自体もライセンス供与可能であることは注目に値します。実際、Armは以下のような柔軟な製品ラインナップを提供しています。

ライセンスISAArmでは、ISAの利用料を支払い、サードパーティ企業にマイクロアーキテクチャをゼロから開発してもらうことができます。これは、Appleが設計したApple AシリーズやMシリーズなどの設計に当てはまります。
IPコアのライセンスまた、Arm自身が設計済みのIPコアを有料で使用し、Cortex-Aシリーズ、Cortex-Mシリーズ、Cortex-R、Neoverseコア（サーバーおよびHPC専用）など、サードパーティのSoCまたはASICに追加することもできます。たとえば、Mediatek、Qualcomm、SamsungなどのSoCは、このタイプのライセンスコアを使用しているため、必要な数のIPコアを設計に追加するだけで済み、マイクロアーキテクチャをゼロから設計する必要がなくなります。さらに、Armは、マイクロアーキテクチャを変更してカスタマイズできるIPコアの使用も許可しており、これも有料のライセンスです。このケースの例としては、HPC用のARMベースのCPUや、Cortex-AをベースにしながらもQualcommがマイクロアーキテクチャを変更したQualcomm SnapdragonのKryoコアなどがあります。 Arm Neoverse をベースにした他の例としては、Fujitsu A64FX、Ampere Altra、AWS Graviton プロセッサなどがあります。

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この柔軟性こそが、Armが市場で成功を収めた理由です。達成された効率性とパフォーマンスに加えて、Armの設計はこれまでにあらゆる種類のシステムに180.000億個以上使用されていると推定されています。Armはますます人気が高まり、より多くの市場セクターに進出していますが…RISC-Vという強力な競合相手に遭遇しました。

RISC-Vとは何ですか？

RISC-VはオープンスタンダードISAであり、RISCタイプでもある。カリフォルニア大学バークレー校で開発されたRISC-Vは、大手企業の注目を集めています。他のISAとは異なり、RISC-Vはチップのニーズに応じて命令セットを拡張することができ、47の基本命令から始めて、必要に応じてモジュールを追加できます。x86などのアーキテクチャでは、既存の依存関係をドラッグ＆ドロップする必要がありません。さらに、他のISAよりも数十年新しいため、現在のニーズを念頭に置いて設計されており、これが大きな利点となっています。

開始する 2010でRISC-Vは、BSDライセンスに基づくオープンソースで、ライセンスフリー、ロイヤリティフリーのISAです。かつてのソフトウェアにおけるLinux現象をハードウェア版で再現したようなものだと言われています。実際、RISC-Vへの関心は高まっており、Armさえも凌駕する未来のアーキテクチャと考えられています。

RISCの父と呼ばれるデビッド・パターソン氏をはじめとする人々は、ジョン・L・ヘネシー氏と共にRISCの創始者であり、それぞれバークレーRISC IとスタンフォードMIPSを設計し、RISCの創設に携わりました。実際、RISC-VはRISC-I、RISC-II、SOAR/VLSI-BAM、SPURに続く5番目の実装です。

ISAであること オープンソースRISC-Vは無料で利用できるため、これをベースにマイクロアーキテクチャを開発したい企業にとって大きなメリットとなります。しかし、Armモデルの利便性、つまり完成済みのIPコアを入手したいという場合は、RISC-V関連の企業、例えばSiFiveのような企業が参入しており、SiFiveはサードパーティ製チップへの統合用にIPコアのライセンスも提供しています。つまり、両方のメリットを享受できると言えるでしょう。

一方、RISC-VはARMと多くの類似点を持ち、中でもRISC-Vの魅力となっている優れた性能とエネルギー効率の比率は特筆すべき点です。実際、RISC-V FoundationはLinux Foundationの傘下に設立され、後にRISC-V Internationalとして発足しました。RISC-V Internationalのメンバーには、AMD、Intel、Qualcomm、NVIDIA、Google、Seagate、Western Digital、SiFive、Infineon、IBM、Mediatek、MIPS Technologies、Nokia、Raspberry Pi Foundation、Texas Instruments、STMicroelectronics、Sony、Siemens、Renesas、Arduino、Analog Devices、Samsung、Nokia、Synopsis、Raytheon、SUSE、Canonical、IMEC、ESA、De-RISC Project、FreeBSD Project、Cadence、Rambus、Meta、NXP、Alibabaなど、業界を代表する数多くの企業が名を連ねています。

現時点ではArmほど豊富なエコシステムを持っていません。まだ若いため、互換性が見られるのは Linux オペレーティングシステム そして最近では、Androidもその1つになりそうです。ハードウェア側でも同様のことが起こりましたが、Armの足跡をたどり、UEFIなどの同じ標準をサポートするように徐々に進んでいます。

Armと同様に、モジュールを介してISA拡張もサポートしており、より長いSIMD型命令を使用してベクトル演算を高速化できます。これは高性能化にとって重要です。

RISC-VとARMの相違点と類似点

ARMとRISC-Vについて理解が深まったところで、次にいくつか見ていきましょう。 類似点と相違点 これは、RISC-VとARMの比較を理解するのにも役立ちます。

RISC-VとARMの類似点
- RISC-V と ARM はどちらも RISC です。
- RISC-V と ARM はロード/ストア (L/S) アーキテクチャを使用します。つまり、データはメモリからロードされ、CPU によって処理されてからメモリに戻されます。
- RISC-V と ARM はどちらも、32 ビットまたは 64 ビットの命令セットに加え、128 ビット以上の SIMD のような拡張機能をサポートしています。
- どちらも、組み込みから PC、サーバー、HPC、モバイルデバイスに至るまで、SoC、FPGA、ASIC 設計に使用できます。

RISC-VとARMの違い
- RISC-Vはオープンソースアーキテクチャですが、ARMはプロプライエタリです。つまり、設計者（例えばSoC）にARM CPUを組み込むには、Armにロイヤリティを支払う必要があり、そのライセンス料は通常、数万ユーロから数十万ユーロと高額です。一方、RISC-Vはオープンソースであり、ロイヤリティやライセンス料は不要です。つまり、誰でも無料で利用できます。さらに、前述の通り、Armはエンジニアが既に作成したIPコアを有償で利用できるようにしており、RISC-VもSiFiveが開発したようなIPコアと同様の仕組みです。
- RISC-Vのサポートは最小限であるのに対し、ARMのサポートは広範囲にわたります。RISC-Vは比較的新しいCPUプラットフォームであるため、ソフトウェアサポートと開発環境は非常に限られています。一方、ARMは、マイクロコントローラ、モバイルデバイス用マイクロプロセッサ、組み込みデバイス、PC、サーバーなど、幅広いデバイスをターゲットとする設計者を支援するために、大規模なオンラインコミュニティ、サポートシステム、ライブラリを提供しています。とはいえ、RISC-Vは急速に進歩しており、数年後にはARMと同等のレベルに達する可能性が高いでしょう。
- RISC-Vはリトルエンディアンですが、ARMはバイエンディアンです。リトルエンディアンとは、データの最下位バイト（最小バイト）が最下位のメモリアドレスに格納され、上位バイトがメモリアドレスの増加に伴って格納される形式です。これは、数字を左から右に読むようなものです。一方、ビッグエンディアンでは、最上位バイト（最大バイト）が最下位のメモリアドレスに格納され、下位バイトがメモリアドレスの増加に伴って格納されます。これは、数字を右から左に読むようなものです。

RISC-VとARMの比較

この時点で、 RISC-VとARMの比較を分析する それぞれのケースで誰が勝つのかを見てみましょう。そのために、ポイントごとに見ていきましょう。

パフォーマンス

RISC-VとARMアーキテクチャの比較は、コア世代、効率、特定のモデルなど、いくつかの側面から行われます。処理コアに関して最も重要な決定要因の1つは、 パフォーマンスこの点では、パフォーマンスはISAよりもマイクロアーキテクチャに大きく依存するため、明確な勝者はいません。どちらも優れたパフォーマンスを発揮できることが実証されていますが、特にRISC-VはCoreMark/MHzにおいて一部の設計で驚くべきパフォーマンスを発揮しています。さらに、RISC-Vはまだ歴史が浅いにもかかわらず、一部の高性能なRISC-V設計は既にArmの類似設計に匹敵、あるいは凌駕しています。

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さらに、RISC-VコアはArmコアよりもさらに小型であることが証明されています。Armコアはx86などよりも既に小型でしたが、RISC-VコアはArmコアよりもさらに小型です。これは、同じチップ面積により多くのコアを統合できるという点でプラスです。この場合、同じシリコンを使用すると、RISC-Vが勝利するでしょう。 より高い計算密度.

どちらのコアも将来に向けて非常に高い目標を掲げており、x86に注力している企業をはじめとする多くの企業が懸念を抱いているはずです。実際、これらの企業は既に将来を見据えたこれらの設計への関心を示しており、その一歩を踏み出しています。これはArmとRISC-Vについて多くのことを物語っています。明確な勝者はいませんが、Armが現在非常に強力な設計をいくつか持っているにもかかわらず、RISC-Vは非常に高い目標を掲げているため、それは時間の問題でしょう。

エネルギー効率

RISC-V対ARMの戦いに関してもう一つ重要なことは エネルギー効率、 これにより、消費量が決まるだけでなく、データセンターでの節約や、電力制限により単一チップまたは 3D パッケージに統合できるコア数も決まります。

RISC-VとARMアーキテクチャのエネルギー効率の比較は興味深いデータを示しています。一方で、 RISC-V RISC-Vはシンプルさとモジュール性に優れており、組み込みシステム、IoT、バッテリー駆動デバイスの効率を大幅に向上させます。RISC-V ISAは、シリコンフットプリントの小さいプロセッサを実現し、消費電力を削減します。32ビット命令やRV32C拡張などの機能は、エネルギー効率の向上に貢献します。

一方、私たちは持っています ARMは、創業以来エネルギー効率を重視しており、モバイルアプリケーションや組み込みアプリケーションで好まれています。Cortex-A、Cortex-R、Cortex-Mといったプロセッサファミリは、汎用CPUやマイクロコントローラなど、様々な電力と性能の目標に合わせて最適化されています。確かに消費電力あたりの性能では優れていますが、RISC-Vに大きく劣るわけではありません。

このことから導き出される結論は、ARMは洗練された電力管理技術と特化型コアを備え、幅広いエコシステムと業界での採用実績に支えられているという点です。RISC-Vはカスタマイズの可能性を秘めていますが、そのオープン性ゆえに、省電力機能を最大限に活用するには、より多くの時間とリソースの投資が必要になります。

結論

多くの点で互角ですが、RISC-Vには明確な優位性があります。ARMのような企業に依存しないため、サポートがはるかに充実しています。さらに、オープンソースライセンスも大きな利点です。したがって、現在のエコシステムでは遅れをとっているとはいえ、状況が変わるのは時間の問題です。Armは震え上がっているに違いありません…いや、震え上がっているべきです。

さらに、RISC-Vは、たとえパフォーマンス、エネルギー効率、エコシステムを結びつけたとしても、Armにはない大きな利点がある。それは、 私がコメントしたようにオープンソースこれにより、ISAの使用料を支払いたくない企業がさらに多く参入するようになり、近い将来には多様な設計が生まれ、エコシステム全体が活性化するでしょう。また、Armの例に倣うのであれば、先ほども述べたように、SiFiveのような企業がIPコアのライセンス供与を行い、サードパーティの利便性向上を図っています。

ArmはOpenPOWERやMIPSといった他の企業に倣ってオープンソース化することも考えられます。しかし、Armの利益は現在のビジネスモデルに依存しているため、現実的には意味がありません。さらに、Armにとって最大の脅威は、何らかの企業に買収されることです。Armは現在ソフトバンクの傘下にありますが、買収される寸前でした。 NVIDIAに買収されたもしそうなれば、その企業は、たとえ他者に損害を与えることになっても自社の利益となる命令を追加したり、ライセンスモデルを廃止したりすることを含め、何でも好きなように扱うことができるようになります。しかし、RISC-Vにそのようなことは決して起こりません。RISC-Vは常にオープンで独立性があり、いかなる企業や政府の管理下にも置かれないからです。つまり、中国でArm社に対して見られたような制裁は不可能なのです。

RISC-Vが有利なもう一つの重要な点は、そのモジュール性と若さのおかげで、現在の負荷と設計に合わせて設計されており、例えば、次のような用途で高く評価されていることです。 DSA、または特定の電荷加速器Armがまだ追いついていない分野です。例としては、Tenstorrentのような企業や、RISC-Vベースのアクセラレータを搭載した欧州EPI/SiPearlプロジェクトなどが挙げられます。例えば、これらのDSAは人工知能などのアプリケーションで大きな関心を集めています。従来のISAでは対応しきれなかった機能であり、高速化のためには、前述のように、この種のロードで最も一般的に使用される8ビットまたは16ビットのデータをより適切に処理できるNPUなどを実装する必要がありました。

DSAが何なのかまだわからない人のために説明すると、それは ドメイン特化型アクセラレータドメインスペシフィックアクセラレータ（スペイン語で「Domain-Specific Accelerator」）とは、汎用タスクではなく特定のタスクを高速化するために設計されたハードウェアの一種です。これらのアクセラレータは、ディープラーニング、信号処理、画像処理、金融データ分析など、特定のワークロードや特定のアプリケーションドメイン向けに最適化されています。つまり、汎用CPUやGPGPUとは対照的ですが、同時に、急速に普及している新しいヘテロジニアスアーキテクチャの一部でもあります。

そこに DSAが重要性を増している理由はいくつかある:

エネルギー効率： 特定のタスク向けに設計されており、そのタスクに極限まで最適化されています。そのため、様々なタスクを担う汎用プロセッサと比較して、エネルギー効率が大幅に向上します。これは、転送ビット数/ワットやパフォーマンス/ワットといった指標を考慮すると、大きな改善となります。
よりよい性能： DSAは特定のドメインに特化することで、汎用プロセッサユニット（PSU）よりも優れた性能を発揮します。汎用設計と比較して、特殊な計算をより迅速かつ効率的に実行できます。ディープラーニング、大規模データ分析、グラフ処理など、多くの最新アプリケーションは高度なコンピューティング要件を備えており、特化型DSAによる高速化に最適です。
並列処理： 多くの特定のワークロードでは、汎用タスクよりも並列処理を効率的に活用できます。DSAは、この並列処理を活用するように設計することで、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。
スケーラビリティ： DSAは特定のタスクに焦点を当てることで、特定のワークロードに合わせて拡張できるように設計できます。これにより、特定のアプリケーション向けに非常に効率的なシステムを構築できます。

つまり、RISC-V こそが未来なのです…

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