Толкание ядра: Как разработать независимый российский процессор

Российские власти сделают ставку на архитектуру RISC-V. Об этом заявил глава минцифры Максут Шадаев, выступая на конференции "CNews FORUM Кейсы". "Я думаю, что сейчас основные усилия будут сосредоточены на том, что касается проектирования и разработки собственного процессора на основе открытой архитектуры, я думаю, что это будет приоритетом", - приводит слова Шадаева Cnews. Шадаев добавил, что в ближайшей перспективе российские софтверные компании будут ориентированы властями на обеспечение совместимости их продуктов с перспективными процессорными разработками на RISC-V.

Две самых популярных архитектуры сегодня - это x86, разработанная Intel, и британский ARM. Обе существуют не один десяток лет. "Под х86 написано просто море средств разработки и отладки. У ARM чуть хуже, но только потому, что они изначально ориентировались на другие сегменты и лишь сейчас идут в десктоп и более широкое применение. RISC-V в этом смысле немного отличается тем, что это открытая архитектура, на которой каждый может строить что-то свое. Это позволяет в рамках общих принципов разрабатывать разные решения, хотя и с риском фрагментации", - поясняет Игорь Осколков, руководитель проекта ServerNews.

Преимущество RISC-V в том, что она не требует лицензионных выплат. Поддержка и развитие RISC-V осуществляется некоммерческой организацией RISC-V International, в которую входят более 1000 членов в 50 странах. Штаб-квартира находится в юрисдикции Швейцарии, развитие стандарта не регулируется экспортным контролем США.

"На текущий момент RISC-V International продолжает работать с российскими компаниями в полном объеме и без ограничений", - говорит собеседник "РГ" на рынке микроэлектроники. "Риски реализации каких-либо ограничений со стороны консорциума для России оцениваются как крайне низкие. Более того, принципы организации консорциума, степень участия российских компаний в развитии архитектуры, а также текущий уровень экспертизы в части самостоятельной разработки конечных изделий позволит успешно продолжить самостоятельное (без участия иностранных сообществ/партнеров) развитие собственной архитектуры, дизайна процессорных ядер и прочего", - добавляет он.

Выбор процессорной архитектуры определяется сначала областью применения, поясняет исполнительный директор ассоциации разработчиков и производителей электроники (АРПЭ) Иван Покровский. "В гаджетах, персональных компьютерах и серверах общего применения важна совместимость с широкой экосистемой программного обеспечения, поэтому здесь нельзя допускать зоопарка процессорных архитектур. Для многих других задач, где используется ограниченный стек специализированного ПО, могут быть использованы оптимизированные под задачу процессорные ядра, выбор архитектуры может определяться задачей", - говорит он.

Покровский добавляет, что, по его мнению, открытость архитектуры RISC-V не является проблемой, как об этом говорят неофициально некоторые представители регуляторов, наоборот, это преимущество, которое желательно было бы использовать для продвижения процессорных архитектур российской разработки, в том числе "Эльбрус".

"Проблема в том, что даже при открытой архитектуре каждую конкретную ветку развития процессорных ядер контролирует узкий круг компаний-разработчиков. Если это зарубежные разработчики, то зависимость от них ничем не лучше, чем зависимость от ARM. При развитии таких решений архитектурах нужно устанавливать четкие требования, что разработки процессорных ядер осуществляются в России и в целом ветка решений контролируется российскими компаниями. Именно по этой причине Китай, например, принял решение о развитии своей ветки процессорных ядер - RISC X, чтоб не зависеть от американских вендоров", - отмечает он.

Однако не стоит переоценивать значимость собственно архитектуры, говорит Осколков. "Если бы была потребность в полностью независимой архитектуре, следовало бы лет десять назад начать вкладываться в "Эльбрус"".

"Архитектура отечественного "Эльбруса" принадлежит одной компании и, что важнее, является с чисто технической точки зрения очень специфической и не во всем универсальной. Разработка же собственной архитектуры "с нуля" потребует годы - и в итоге окажется просто повторением пути, пройденного RISC-V, только с существенно большими затратами", - полагает IT-эксперт, генсек ППД Олег Артамонов. При этом наработок в определенных областях, например видеоядра 3D GPU, в России сегодня нет ни в каком виде.

Опрошенные "РГ" эксперты сходятся на том, что главное и самое затратное сегодня - это программное обеспечение, необходимое для выполнения конкретных задач.

"Главное - это софт, который помогает процессору реализовывать его возможности в конкретных областях. Это и промежуточные решения, так называемое middleware, и более широкое ПО, решающие конкретные задачи. Для примера, у компании Nvidia сегодня 75% инженеров - это программисты. Софт сегодня - это самое дорогое, что есть на рынке. И когда к Nvidia приходит заказчик, она отдает готовый продукт со всем необходимым стеком ПО, на котором затем можно строить то, что необходимо заказчику. И в этом ее ценность", - говорит Осколков.

"Если обобщать, то нужно расширять внедрения на российских архитектурах в области специальных задач, нужно поддерживать имеющиеся возможности по внедрению процессоров ARM российской разработки и нужно развивать собственные ветки с опорой на открытые процессорные архитектуры и вовлекать в них широкую экосистему разработчиков ПО, в том числе зарубежных", - уверен Покровский.

По оценкам аналитиков Precedence Research, мировой рынок микропроцессоров в 2022 году составит 90,9 млрд долларов, а к 2030 году его размер превысит 128 млрд долларов.