ISA 101: 컴퓨터 칩은 현대 생활에 필수적이다. 우리는 전화, 자동차, 컴퓨터 및 계속해서 증가하는 기타 장치에 칩이 필요하다. 팬데믹으로 인해 여전히 지속되고 있는 전 세계 칩 부족은 칩 부족이 경제에 파급 효과를 미칠 수 있음을 보여준다.

칩이 중요한 이유는 칩이 소프트웨어 프로그램에서 얻은 정보를 처리하고 저장하는 장치의 "두뇌" 역할을 하기 때문이다.

칩이 이러한 코딩된 명령을 이해할 수 있도록 하기 위해 칩 설계자는 "추가", "비교" 또는 "메모리에 저장"과 같은 명령을 포함할 수 있는 기본 "어휘"로 프로그래밍한다.

이 어휘는 칩의 "명령어 세트"이며 "명령어 세트 아키텍처"(ISA)는 지원되는 명령어 세트, 명령 수신 방법 등을 정의한다.

현상 유지: 누구나 새로운 ISA를 발명할 수 있지만 현재 기술 산업을 지배하고 있는 두 가지 기술은 Intel의 x86과 ARM Ltd의 ARM이다. 전자는 일반적으로 컴퓨터, 랩톱 및 서버의 칩에 사용되는 반면 후자는 모바일 장치용 칩에 더 많이 사용된다.

단 몇 개의 ISA가 우세하다는 것은 소프트웨어 개발자가 지속적으로 코드를 다시 작성할 필요가 없다는 것을 의미한다. 하나의 ARM 칩용으로 설계된 프로그램은 다른 ARM 칩과 호환된다. 그러나 이러한 인기 있는 ISA의 단점은 독점이라는 것이다.

즉, 개발 중인 노트북에서 x86 칩용으로 작성된 소프트웨어를 실행할 수 있기를 원하는 스타트업을 의미한다. Intel로부터 x86 IP에 라이선스를 부여하고 자체 칩을 구축하거나 인텔 또는 다른 라이선스 사용자가 만든 기성품 x86 칩을 구입해야 한다.

두 경우 모두 장치에 정확히 필요한 것이 아닐 수도 있는 ISA에 액세스하기 위해 비용을 지출하게 될 것이다.

새로운 기능 2010년 UC Berkeley에서 새로운 아키텍처인 RISC-V("리스크 파이브"로 발음)가 개발되었으며 x86이나 ARM과 달리 개방형 표준이므로 누구나 자유롭게 액세스하여 개발에 기여할 수 있다.

이 아키텍처는 이제 RISC-V 기반 칩이 랩톱에서 자율 자동차 시스템에 이르기까지 모든 분야에서 등장하면서 마침내 기술 세계의 참신함에서 주요 플레이어로 전환되고 있다.

NASA는 향후 우주 임무를 위해 컴퓨터에 RISC-V 기반 CPU를 사용할 계획이며 아직 RISC-V 스마트폰은 없지만 Google은 준비 중이다. 2022년 12월 Android OS가 ARM 및 x86 외에도 RISC-V ISA를 지원한다.

RISC-V의 개발 및 채택을 조정하는 스위스에 기반을 둔 비영리 단체인 RISC-V International은 2019년 2월에 회원이 235명에 불과했지만 현재는 Google, Huawei, Meta와 같은 많은 기술 대기업을 포함하여 3,180명 이상을 자랑한다.

Intel 자체도 비영리 단체에 가입했으며 RISC-V 개발 및 채택을 지원하기 위해 새로운 10억 달러 파운드리 펀드의 일부를 사용할 계획이다.

더 나은 칩: RISC-V의 매력은 칩 개발자가 무료로 아키텍처에 액세스할 수 있다는 사실을 넘어 확장된다. 또한 불필요한 추가 없이 특정 기능에 최적화된 칩을 쉽게 만들 수 있는 모듈식 설정도 있다.

RISC-V International의 CEO인 Calista Redmond는 Interesting Engineering에 "개방형 아키텍처인 RISC-V는 폐쇄형 독점 ISA에 비해 훨씬 더 많은 유연성, 확장성 및 확장성을 제공한다."고 말했다.

"RISC-V는 확장 가능한 ISA이기 때문에 기업은 최소한의 명령 세트를 쉽게 구현하고 정의된 확장 및 사용자 정의 확장을 추가하여 이러한 새롭고 혁신적인 워크로드를 위한 사용자 정의 프로세서를 만들 수 있다."라고 그녀는 덧붙였다.

RISC-V International의 CTO인 Mark Himelstein은 이 접근 방식은 개발자의 비용과 시간을 절약할 수 있다고 말했다. 그는 개방형 표준을 사용하여 필요한 것을 정확히 구축한 이어버드 제조업체 Bluetrum의 예를 인용했다.

Himelstein은 "RISC-V를 사용하지 않았다면 원하는 것보다 훨씬 많은 [기능]을 가진 상용 칩을 구입하거나 자체 칩 또는 명령어 세트를 설계해야 했을 것이다."고 설명했다. "그들은 둘 다 원하지 않았다."

결론: RISC-V 생태계는 빠르게 성장하고 있으며 지지자들은 앞으로 이 아키텍처가 훨씬 더 널리 사용될 것으로 기대한다.

Redmond는 "2022년에 대한 우리의 비전은 RISC-V를 모든 곳에 제공하는 것이었고 자동차에서 항공 우주, 데이터 센터, 소비자 장치에 이르기까지 모든 분야에서 RISC-V 채택 및 개발을 통해 결실을 맺었다."라고 말했다.

그녀는 이어 “이런 대풍과 함께 시장에는 이미 수십억 개의 RISC-V 코어가 있으며, 전 세계 기업과 국가가 RISC-V를 수용함에 따라 2023년에는 수십억 개가 더 늘어날 것으로 예상한다”고 말했다.