La arquitectura IC de código abierto despega en China

Los lanzamientos de nuevos productos por parte de empresas chinas de diseño de IC (circuitos integrados) han llamado la atención sobre los esfuerzos para eludir las sanciones de semiconductores de EE. UU. mediante el uso de la arquitectura RISC-V de código abierto.

Pronunciado "riesgo cinco", RISC-V es una arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) de estándar abierto basada en los principios de diseño de computadora de conjunto de instrucciones reducido. Concebida en la Universidad de California, Berkeley, en 2010, es una plataforma libre y no propietaria para el desarrollo de procesadores IC. Las generaciones anteriores de RISC, también desarrolladas en Berkeley, no eran de código abierto.

Los esfuerzos combinados del gobierno, la academia y las empresas privadas, incluidos los líderes de alta tecnología Alibaba y Tencent, están creando una amplia gama de procesadores locales que están fuera del alcance de las restricciones de exportación estadounidenses y otras interferencias por motivos políticos.

Desde la electrónica de consumo hasta la inteligencia artificial, están desarrollando un ecosistema de dispositivos de semiconductores chinos independientes, con el apoyo de la comunidad mundial RISC-V de código abierto.

Las arquitecturas de conjunto de instrucciones patentadas de Intel, AMD y otras empresas estadounidenses están sujetas al control directo del gobierno de EE. UU. Los chinos consideran que los de Arm, la exitosa empresa británica de diseño RISC propiedad del Softbank de Japón, son de alto riesgo debido a la posible influencia de Estados Unidos sobre su propietario.

La Fundación RISC-V se estableció en Delaware en 2015 para respaldar y administrar la tecnología de código abierto, con el Instituto de Tecnologías Informáticas de la Academia de Ciencias de China como uno de los fundadores. Otros miembros fundadores incluyen Google, Qualcomm, Western Digital, Hitachi y Samsung. Huawei y Alibaba se unieron a la organización más tarde.

En 2020, la Fundación se incorporó en Suiza como la Asociación Internacional RISC-V y se mudó fuera de los Estados Unidos para evitar posibles interrupciones causadas por la política comercial contra China del entonces presidente Donald Trump. China tuvo suerte de que Trump, mientras infligía un severo castigo a Huawei y ZTE, no se dirigiera a RISC-V, y que RISC-V se mudara a Suiza antes de que la administración de Joe Biden, más minuciosa y exigente, asumiera el poder.

RISC-V cuenta ahora con más de 3.100 miembros en unos 70 países. Su declaración de misión dice: "RISC-V combina un enfoque técnico modular con un ISA abierto y libre de regalías, lo que significa que cualquier persona, en cualquier lugar, puede beneficiarse de la propiedad intelectual aportada y producida por RISC-V. Como organización sin fines de lucro, RISC-V no mantiene ningún interés comercial en productos o servicios. Como estándar abierto, cualquier persona puede aprovechar RISC-V como un componente básico en sus soluciones y servicios abiertos o patentados".

Los funcionarios de Shanghái introdujeron incentivos financieros para el desarrollo de RISC-V en 2018. Ese mismo año, también en Shanghái, se fundó StarFive, especialista chino en RISC-V, con el apoyo de SiFive, el líder tecnológico con sede en Santa Clara. Con el respaldo de Intel Capital y Qualcomm Ventures, SiFive promueve RISC-V en todo el mundo.

Las unidades centrales de procesamiento (CPU) RISC-V de StarFive están diseñadas para competir con Arm en aplicaciones informáticas, de centros de datos, de telecomunicaciones, automotrices e industriales. Fabricados con tecnología de proceso 12-nm, están destinados a mercados de alto volumen y están dentro de las capacidades de producción de las fundiciones chinas en caso de que los estadounidenses decidan cerrar el acceso de la empresa a TSMC.

StarFive también desarrolla soluciones de infraestructura de sistema en chip RISC-V personalizadas, como un sistema de tubería de gas de ciudad que incluye medidores inteligentes, transmisión de datos, administración de sistemas y seguridad de datos y redes. Según la dirección, "StarFive ha desarrollado un producto de seguridad de Internet industrial con derechos de propiedad intelectual completamente independientes".

Los otros productos de StarFive incluyen una plataforma de procesamiento de imágenes y videos para seguridad doméstica, pública e industrial.

En agosto de este año, T-Head, la división de diseño de circuitos integrados de Alibaba, anunció la plataforma de desarrollo Wujian 600 para el diseño de dispositivos de sistema en chip para aplicaciones integradas en videoconferencias, imágenes médicas, robots de uso doméstico y otros productos. .

Según Calista Redmond, directora ejecutiva de RISC-V International, "La plataforma de desarrollo Wujian 600 permite potentes SoC de borde con frecuencia mejorada y mayor almacenamiento para una computación robusta de IA de borde. El ecosistema de desarrolladores que admite Xuantie [la CPU utilizada en un SoC avanzado de Wujian ] en Linux y Android fortalece aún más el ecosistema de software RISC-V".

Nuclei System Technology, también con sede en Shanghái, fue fundada en 2018 por Bob Hu, el diseñador del primer núcleo RISC-V de código abierto en China y un promotor activo de la tecnología RISC-V. Los productos de la empresa incluyen IP de procesador para microcontroladores, computación perimetral, seguridad, almacenamiento, realidad virtual, centro de datos, telecomunicaciones y aplicaciones de internet de las cosas de bajo consumo.

Entre sus socios, Nuclei incluye a la Fundación RISC-V (RISC-V International), la Alianza RISC-V de China, la Alianza de la Industria RISC-V de China (nuevas empresas de RISC-V con sede en Shanghái y contratista de diseño de circuitos integrados VeriSilicon Holdings), Shanghai IC Industry Association (SICA), cuatro universidades, Xiaomi, Tencent y muchas otras empresas chinas.

Esas empresas incluyen Geoforce Chip, un diseñador de dispositivos de administración de energía, audio y comunicaciones; TIH Microelectronics, que se especializa en chips criptográficos y de seguridad de redes; Taolink Technologies, que se centra en la tecnología IoT inalámbrica; y ChipIntelli, que proporciona software de reconocimiento de voz y procesamiento de datos y diseños de chips.

La tecnología RISC-V se ha vuelto cada vez más popular en China. Un RISC-V Shanghai Day en 2018 atrajo a menos de 1000 asistentes. La primera Cumbre RISC-V de China, organizada por la Universidad ShanghaiTech y el Instituto de Software de la Academia de Ciencias de China en 2021, atrajo a más de 30000 asistentes, la mayoría de ellos en línea debido a la COVID-19. El segundo, realizado en agosto de este año, atrajo a más del triple de personas.

La Cumbre RISC-V China 2022 incluyó discursos de apertura de Mark Himelstein, CTO de RISC-V International, y Yungang Bao, líder del equipo de desarrollo de procesadores RISC-V de alto rendimiento de XiangShan en el Instituto de Tecnología Informática de la Academia China de Ciencias, y más de 80 tutoriales y presentaciones técnicas. Los patrocinadores incluyeron T-Head de Alibaba, Nuclei System Technology, Qinheng Microelectronics y Andes Technology de Taiwán.

En abril pasado, el Instituto de Tecnología Informática anunció que el nuevo Instituto de Investigación de Chips de Código Abierto de Beijing había iniciado operaciones con proyectos basados ​​en el procesador XiangShan. XiangShan es una creación conjunta de la Academia China de Ciencias; el Laboratorio Pengcheng en Beijing, que se dedica a la I+D relacionada con telecomunicaciones e Internet; Vcore, un diseñador de procesadores RISC-V; y empresas privadas, incluidas Alibaba y Tencent.

Ha habido una explosión de actividad relacionada con RISC-V en los últimos años que parece probable que continúe en el futuro previsible. En resumen, las sanciones de EE. UU. están provocando lo que pretendían evitar: el desarrollo de una cartera de productos IC chinos independientes que reducirá la dependencia de China de la tecnología importada y apoyará sus industrias nacionales y de exportación.

Esto se ha logrado con el apoyo de la comunidad mundial RISC-V de código abierto. Como se indica en el sitio web de RISC-V International, "RISC-V no adopta una posición política en nombre de ninguna geografía. Estamos orgullosos de ver organizaciones de todo el mundo trabajando juntas en esta nueva era de innovación de procesadores".