RISC-V es un estándar para una arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) diseñada para la simplicidad, flexibilidad y escalabilidad en procesadores informáticos. Así que, para entendernos, hablaremos de procesadores RISC-V. Y a diferencia de las arquitecturas patentadas, RISC-V es un estándar gratuito y abierto, lo que permite que cualquier empresa o persona puedan diseñar, fabricar y vender chips RISC-V sin necesidad de licencias costosas. Y esto es muy importante para los países de la Unión Europea, y muchos más, que siempre han dependido de tecnología estadounidense.
El proyecto detrás de RISC-V nació en 2010 en la Universidad de California, en Berkeley, Estados Unidos. En 2015 se creó la Fundación RISC-V, que dio pie a la organización RISC-V International, con sede en Suiza, en 2019. Desde entonces, varios proyectos han surgido a su alrededor, ya que al ser un estándar abierto, como ocurre con Linux en el software, facilita el diseño de chips, procesadores y ordenadores para la ciencia, la industria o cualquier ámbito sin depender de patentes que vengan de Estados Unidos o China.
Que RISC-V sea una arquitectura abierta, flexible y escalable hace que se pueda utilizar en cualquier ámbito que implique el uso de procesadores. Desde industrias varias y sistemas integrados a dispositivos IoT, es decir, domótica u hogar inteligente. Pero también puede aplicarse en la computación de alto rendimiento e inteligencia artificial. Esto permite que empresas o instituciones públicas puedan trabajar en nuevas tecnologías ahorrándose el desembolso que implica pagar derechos de uso de tecnologías patentadas.
En qué consiste RISC-V
RISC-V es el acrónimo de Reduced Instruction Set Computing. En castellano, computación de conjunto de instrucciones reducido. Y el número es por la versión de la arquitectura. Por un lado, tenemos la arquitectura RISC, que tiene su origen en 1980. Desde entonces y hasta hoy, existen procesadores basados en RISC pero que son de licencia cerrada. Es el caso de MIPS, SPARC (de Sun Microsystems) o PowerPC (de IBM). Y otros, de licencia abierta, como OpenRISC, OpenPOWER u OpenSPARC. Por su parte, los procesadores o la arquitectura RISC-V es una versión mejorada de RISC-I, RISC-II (ambos de 1981), RISC-III (de 1984) y RISC-IV (de 1988).
Para entender el funcionamiento de RISC hay que comparar esta arquitectura con si principal rival, CISC. Acrónimo de Complex Instruction Set Computing. Es decir, computación de conjunto de instrucciones complejo. Las arquitecturas RISC priorizan la simplicidad y ejecutan una instrucción por ciclo de reloj, lo que resulta en diseños optimizados y una decodificación eficiente. Las arquitecturas CISC, por otro lado, emplea instrucciones complejas capaces de realizar múltiples acciones, pero pueden requerir varios ciclos de reloj para su ejecución. Ambas arquitecturas tienen como objetivo mejorar el rendimiento de la CPU.
Los principales modelos de procesadores CISC son los Intel, AMD, VAX o System/360. De procesadores RISC ya hemos mencionado algunos. Pero los que más fama tienen, en la actualidad, son los ARM. Acrónimo de Advanced RISC Machine. Esta arquitectura RISC, creada en 1985 en Reino Unido, es la más exitosa gracias a su implementación en teléfonos móviles, tabletas, relojes inteligentes, consolas de videojuegos, calculadoras y demás dispositivos. Es decir, que la empresa detrás de ARM, ARM Holdings, gana más dinero vendiendo licencias de uso de su arquitectura que fabricando chips ARM.
Qué diferencias hay entre RISC-V y ARM
Los procesadores RISC-V y ARM son, pues, arquitecturas primas hermanas. Ambas son arquitecturas RISC. La principal diferencia es que ARM tiene licencia propietaria. Y esas licencias se venden a decenas de empresas como Apple, Microsoft, Nintendo, Nokia, NVIDIA, Sony, Texas Instruments, Qualcomm o Samsung, por citar las más importantes. Estas últimas son las que diseñan nuevos chips, los fabrican o los integran en sus productos.
Los chips Apple Silicon, por ejemplo, están basados en ARM. Y ya van por su cuarta versión en computadoras Mac (M4), por la decimoctava en dispositivos móviles (A18), por la segunda en auriculares (H2) y, en Apple Watch y HomePod, la décima (S10). Los diseña Apple, los fabrica TSMC y, finalmente, ARM Holdings cobra por su licencia. Si Apple no emplea procesadores RISC-V es porque ARM lleva más tiempo en el mercado. Pero quién sabe lo que nos depara el futuro.e
Ahí está la gran ventaja de RISC-V. Que al tener licencia abierta, cualquiera puede usar esta arquitectura, manejarla a su antojo y diseñar nuevos chips y componentes para toda clase de aparatos y dispositivos. Sin tener que pagar una licencia de uso. Lo que puede ser una barrera de entrada a pequeñas empresas con talento para desarrollar nuevos dispositivos.
En cuanto al rendimiento e idoneidad de ambas arquitecturas, pese a estar emparentadas, hay pequeñas diferencias. Un análisis publicado en la página oficial del IEEE, dice que “una diferencia clave es que ARM y RISC-V se centran en diferentes restricciones inherentes a los sistemas integrados: ARM en compresión para lograr una huella de memoria más pequeña y RISC-V en formatos regulares para simplificar la decodificación que puede reducir los requisitos de área del núcleo”. El documento completo puede consultarse aquí. Y aunque está centrado a sistemas embebidos, puede extenderse a otros ámbitos.
Proyectos donde triunfan los procesadores RISC-V
En una reciente entrevista en BetaNews, Calista Redmond, CEO de RISC International, habla sobre el estado actual de RISC-V y el ecosistema que evoluciona a su alrededor. En una de las preguntas, Redmond habla del éxito de RISC-V en sectores tan importantes como la inteligencia artificial, la industria de la automoción o la aeroespacial. Un ejemplo en este último sector es el del proyecto Trikarenos. Un chip RISC-V especializado en misiones espaciales.
Por otra parte, países como China, India, Brasil o la Unión Europea, trabajan en distintos proyectos que tienen como eje central los procesadores RISC-V y su arquitectura. Una gran oportunidad para desarrollar sus propios chips y hardware libre de la dependencia de Estados Unidos u otros países.
Y para quienes quieren probar esta arquitectura, podemos encontrar proveedores de dispositivos con procesadores RISC-V para uso personal o para desarrolladores. Es el caso de milkV, que dispone ya de varios productos basados en RISC-V. Principalmente, de tipo SoC, para crear dispositivos de poco tamaño con prestaciones avanzadas. Al estilo de los populares Raspberry, que, por cierto, emplea arquitectura ARM.
