RISC-V: así es el chip del que todo el mundo habla

Para muchos es sinónimo de libertad, el próximo “mirlo blanco” que liberará a la industria tecnológica de sus últimas cadenas. Para la mayoría, sin embargo, sigue siendo un completo desconocido. RISC-V (pronunciado como RISC-five) es la punta de lanza de un revolución que, tras haber conquistado el mundo del software, abriendo su código y haciéndolo libre, llega con ganas de liberar el diseño de procesadores y chips.

Pese a que el proyecto se lleva desarrollando desde hace unos años, la omnipresencia de ARM ha provocado que RISC-V haya pasado casi desapercibido…hasta ahora. Y es que la adquisición de ARM por parte de NVIDIA, podría cambiar las cosas.

Un poquito de historia

Lo primero que tenemos que saber es que el desarrollo de RISC-V se estructura en torno a su fundación: la homónima “RISC-V Foundation”. Con sede en Suiza (dicen que para escapar de los “tentáculos de Trump”), en la actualidad cuenta con más de 325 miembros (empresas, entidades, organismos…) entre los que se incluyen firmas tan conocidas como Google, Qualcomm, NVIDIA, Samsung, Western Digital, IBM o Micron; pero también a importantes compañías de fuera de Estados Unidos, como el fabricante de chips europeo NXP Semiconductors, el gigante del comercio electrónico Grupo Alibaba y también Huawei Technologies.

Aunque formalmente el proyecto arranca en 2010, su historia arranca en los años 80. Es en esa década cuando se produce una batalla entre los que abogaban por el desarrollo de chips que diesen respuesta a múltiples instrucciones de hardware (CISC o Complex Instruction Set Computing) y los que defendían que el desarrollo de chips debía ser simple, rápido y de propósito general; desplazando las partes más complejas hacia el software.

Esa aproximación recibió el nombre de Reduced ISC o RISC y como la historia se encargó en demostrar, acabó por perder la partida con los procesadores CISC x86. Y es que aunque procesadores RISC como el SPARC de Sun Microsystems, o los PowerPC de IBM consiguieron desde luego una cuota de mercado interesante, en última instancia acabaron rindiéndose ante el dominio de Intel, que en la práctica había diseñado ad hoc su infraestructura para dar soporte a Microsoft y su Windows.

Posteriormente, aunque bajo la apariencia CISC de los nuevos procesadores de Intel había mucho más de RISC de lo que la marca estaba dispuesta a admitir, este enfoque acabó por ganar la batalla en el campo de la movilidad, siendo precisamente los diseños de ARM los que más han puesto en valor las ventajas de ese “keep it simple”, que resulta mucho más eficiente energéticamente.

RISC-V: la carrera por desarrollar un chip Open Source

En pleno siglo XXI, los desarrolladores de hardware se siguen enfrentando al mismo problema: el coste. Tanto los chips x86 como los diseños de ARM suponen un coste no solo de fabricación, sino especialmente de licencias.

En este escenario, desde RISC-V se intenta romper con lo que de facto es una situación de duopolio, rompiendo la barrera de la propiedad intelectual sobre el diseño de procesadores, exactamente de la misma forma en la que el software open-source ha liberado la industria del desarrollo de software.

En su núcleo del RISC-V actual hay un array de 32 registros que contienen el estado de funcionamiento del procesador, los datos que se operan en cada momento y la información de mantenimiento. Este array es lo suficientemente grande como para minimizar la necesidad de acceder a la memoria externa para muchas tareas básicas de la CPU, lo que reduce el uso de energía y aumenta la velocidad. En estos momentos los diseños de RISC-V se están ofreciendo en sus Versions de 32, 64 y 128 bits.

Su set de instrucciones es muy sencillo y a la vez, muy modular. Un núcleo RISC-V puede construirse bien con instrucciones completas (sin necesidad de dividirlas) o contar con extensiones añadidas e instrucciones comprimidas. Precisamente la compresión de las instrucciones es una de las claves de este diseño, lo que le permite ganar en velocidad, siendo a la vez muy eficiente en su uso de memoria.

El diseño está licenciado bajo Creative Commons CC BY 4.0. Esto quiere decir que aunque el núcleo del diseño será siempre abierto y libre, los desarrolladores de hardware pueden licenciar sus extensiones y otros aspectos si así lo desean.

Y aunque esto es realmente interesante, lo cierto es que hasta el momento no son demasiadas las empresas que están incorporando estos diseños a sus productos, siendo tal vez el de la compañía Huami (responsable de las pulseras deportivas Amazfit) tal vez el más extendido a nivel comercial.

Este año hemos visto eso sí, como tanto NVIDIA como WD y el gigante Alibaba se están animando. En el caso de NVIDIA, lo está utilizando para reemplazar el controlador incorporado en Falcon y que utiliza para la gestión de sus tarjetas gráficas; WD ya lo está utilizando para la el control de algunas de sus unidades de disco y Alibaba ha diseñado los primeros procesadores capaces de gestionar cargas en cloud para sus servidores.

Pero para RISC-V como para GNU/Linux y el software libre al principio, esto no es más que una carrera de fondo que acaba de empezar. Una además, que si no se tuercen demasiado las cosas y cuenta con los apoyos adecuados (véase la UE, ahora que ARM ya no es europea o China, teniendo en cuenta su batalla comercial con Estados Unidos) puede llegar a ganar…porque RISC-V es inmune a los bloqueos políticos.