RISC-V가 기존 업체에 대항할 견인력이 있는지?

개방형 칩 표준 RISC-V가 지배적인 기존 업체에 대항하여 견인력을 얻을 수 있습니까?

https://www2.deloitte.com/us/en/insights/industry/technology/technology-media-and-telecom-predictions/2022/risc-v-open-source-cpu.html

2021.12.01

오픈 소스 칩 아키텍처는 더 낮은 비용과 더 많은 액세스를 제공하지만 시장에서의 미래는 확실하지 않습니다.

칩 설계를 위한 오픈 소스 명령 세트 아키텍처인 RISC-V("리스크 파이브"로 발음)는 미래의 물결로 발전할 수 있는 파문을 일으키고 있습니다. Deloitte Global은 RISC-V 프로세싱 코어 시장이 2022년에는 2021년보다 두 배가 될 것이며 RISC-V 프로세싱 코어에 사용할 수 있는 주소 지정 가능한 시장이 계속 확장됨에 따라 2023년에는 다시 두 배가 될 것이라고 예측합니다. 오픈 소스 솔루션에서 예상할 수 있는 것처럼 수익은 더 느리게 증가할 것입니다. 그럼에도 불구하고 RISC-V 수익은 2021년 미화 4억 달러 미만에서 2023년 미화 8억 달러에 근접하고 2024년에는 미화 10억 달러에 근접할 것으로 예상됩니다.

RISC-V란?

RISC-V는 Reduced Instruction Set Computing(RISC) 기반의 오픈 소스 명령어 세트 아키텍처(ISA)로서, 컴퓨터 시스템의 구조와 작동을 지정하는 명령어 집합입니다. RISC-V는 명령어 세트 아키텍처를 표준화하기 위한 오픈 표준으로 개발되었으며, 누구나 자유롭게 사용, 수정, 배포할 수 있습니다.

RISC-V의 특징과 중요한 요소는 다음과 같습니다

• 오픈 소스: RISC-V는 라이선스 비용 없이 사용 가능하며, 누구나 자유롭게 사용할 수 있습니다. 이로 인해 기업, 대학, 개인 등 다양한 사용자들이 RISC-V를 기반으로 자신만의 프로세서를 설계하고 개발할 수 있습니다.
• 단순성과 확장성: RISC-V는 간결하고 단순한 구조를 가지고 있으며, 필요에 따라 확장 가능한 특징을 갖고 있습니다. 이는 복잡한 디자인과 명령어들의 수를 줄이고 프로세서의 성능과 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다.
• 모듈화: RISC-V는 모듈화를 통해 다양한 환경에 맞게 최적화된 구성을 제공합니다. 이는 임베디드 시스템부터 고성능 컴퓨팅까지 다양한 용도에 RISC-V 기반 프로세서를 사용할 수 있음을 의미합니다.
• 지원과 커뮤니티: RISC-V는 전 세계적으로 빠르게 성장하는 개발자 및 기업들의 커뮤니티로 지원되고 있습니다. 이러한 활발한 커뮤니티는 새로운 기능과 개선 사항을 지속적으로 발전시키고 있습니다.

RISC-V ISA는 몇 가지 기본적인 형태의 인스트럭션들로 구성되어 있습니다. 다양한 형태의 인스트럭션들을 조합하여 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다. 일반적으로 RISC-V 인스트럭션들은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다:

• R 형식(Register): 레지스터를 이용한 연산을 수행하는 형식
• I 형식(Immediate): 즉시 값을 이용한 연산을 수행하는 형식
• S 형식(Store): 메모리에 값을 저장하는 형식
• B 형식(Branch): 분기와 조건 분기를 수행하는 형식
• U 형식(Upper Immediate): 상위 20비트 즉시 값을 이용한 연산을 수행하는 형식
• J 형식(Jump): 점프와 분기를 수행하는 형식

RISC-V는 32비트와 64비트 버전이 주로 사용되며, 128비트 버전도 개발되고 있습니다. 또한, RISC-V는 몇 가지 선택적인 기능들과 확장들을 지원하여 다양한 용도로 적용할 수 있도록 설계되었습니다.

RISC-V의 오픈 소스 특성과 유연성은 컴퓨터 아키텍처의 발전과 혁신을 촉진하는 데 도움이 되고 있으며, 앞으로 더 많은 기술적인 발전이 기대되는 분야입니다.

RISC-V는 전진하고 있으며 역풍에 직면하고 있습니다.

전통적으로 컴퓨터, 데이터 센터 및 전화에서 볼 수 있는 중앙 처리 장치(CPU)로 가장 잘 알려진 처리 코어는 폐쇄적이고 독점적이었습니다. Intel과 Arm의 독점 명령 세트 아키텍처(ISA)는 최근 몇 년 동안 전 세계적으로 배포된 거의 모든 CPU를 구성했습니다. RISC-V의 오픈 소스 특성은 독점 ISA에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. 한 가지는 무료입니다. 이를 통해 회사는 수백만 달러의 라이센스 비용을 절약할 수 있으며, 이는 초기 단계의 회사에 특히 중요합니다. 두 번째로 제재가 없습니다. 오픈 소스이기 때문에 RISC-V는 수출 제한의 영향도 받지 않습니다. 이것은 특히 중국에서 그러한 제한의 영향을 받았거나 두려워하는 기업들에게 매력적입니다.

보다 기술적인 수준에서 RISC-V 설계는 기존 ISA보다 수정하기 쉬워 유연성이 더 뛰어납니다. 또한 다양한 애플리케이션과 호환됩니다. 일부 의심하는 사람들은 RISC-V가 생태계 전반에 걸쳐 문제에 직면할 수 있다고 계속해서 주장하지만 기업은 모든 인공 지능(AI) 이미지 센서, 보안 관리, AI 컴퓨팅 및 5G용 기계 제어 시스템에 RISC-V 코어를 활용하고 있습니다. 다른 회사에서는 다양한 스토리지, 그래픽 및 기계 학습 응용 프로그램에 사용할 계획입니다. Intel의 파운드리 서비스 부서도 RISC-V 플레이어인 SiFive와 제휴하고 있습니다.

이 기술은 아직 비교적 새로운 기술이며 RISC-V는 아직 모든 시장이나 고객에게 적합하지 않습니다. 이 기술에는 장점뿐만 아니라 단점도 있습니다. 상대적으로 새롭고, 주목할만한 디자인 승리가 거의 없으며, Arm 또는 x86 ISA의 일부 기능이 부족하고, 디자이너를 위한 동일한 수준의 지원이 없습니다. 또한 파운드리에서 RISC-V 칩을 제조하는 것은 기존의 폐쇄형 ISA 기반 칩을 제조하는 것과 실질적으로 더 쉽고 빠르거나 다르지 않습니다. 제조 기술은 동일합니다. 2025년까지 인텔(특히 x86 칩)과 Arm의 칩 판매량은 블록의 새로운 제품보다 몇 배 더 클 것입니다.

그렇다면 누가 RISC-V에 관심이 있습니까? 대답은 이해 관계자에 따라 다릅니다.

중국의 걱정

최근 미국의 제재로 인해 중국 제조업체는 x86 또는 Arm ISA에 대한 액세스 권한을 상실했거나 상실할 우려가 있습니다. 무역 정책이 변경되더라도 중국 기업은 향후 어느 시점에서든 "ISA 러그"가 그들 아래에서 뽑힐 수 있음을 인식하고 있을 것입니다. RISC-V 경로를 사용하면 중국이 칩 수입에 대한 의존도를 줄이려는 공격적인 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 나라는 수년 동안 칩을 더 자급 자족하기 위해 노력해 왔지만 몇 가지 어려움이 있었습니다. 4RISC-V 조직 구성원의 약 1/3이 중국 출신이며 여러 대형 중국 기업에서 이미 RISC-V 칩을 발표했습니다.

스타트업 케어

2020년에서 2022년 사이의 3년 동안 벤처 자본가(VC)는 모든 종류의 스타트업 칩 회사에 약 220억 달러를 투자할 것입니다. 이를 감안하면 2005년부터 2016년까지 11년 동안 투자한 미화 210억 달러보다 많은 금액입니다. 5그 돈은 더 많은 칩이 만들어지는 것을 의미하지만 신생 기업은 일반적으로 예산 내에서 칩을 만들어야 합니다. 백만 달러의 라이센스 비용은 세계 최대의 스마트폰 회사 중 하나에 중요하지 않을 수 있지만 상대적으로 현금이 적고 월별 연소율이 적은 신생 기업에게는 중요합니다. 2020년 연구에 따르면 신생 기업의 새로운 ASIC(주문형 집적 회로) 및 FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이) 칩의 23% 이상이 하나 이상의 RISC-V 프로세서를 통합한 것은 놀라운 일이 아닙니다.

AI칩의 설계

많은 새로운 AI 칩 설계가 RISC-V를 사용하는 것으로 보입니다. 흥미롭게도 이 기술은 단기적으로 데이터 센터에서 사용되지 않을 것이라는 기대가 있었지만 일각에서는 AI 칩을 통해 RISC-V가 예상보다 일찍 데이터 센터 시장에 진입할 수 있을 것으로 추측하고 있습니다.

자동차 및 IoT 시장

자동차의 RISC-V용 SAM(served addressable market)은 2020년에 400만 코어였으며, 2022년에는 1억 5천만 코어, 2025년에는 29억 코어로 증가할 것으로 예상됩니다. 8 선도적인 RISC-V 회사 및 선도적인 자동차 칩 제조업체가 2021년에 고급 솔루션으로 여러 자동차 애플리케이션을 대상으로 하는 전략적 파트너십을 발표했습니다. 9 자동차의 칩은 개인용 컴퓨터나 데이터 센터 CPU보다 성능이 떨어지는 경향이 있으므로 차량에서의 성공은 다른 사물 인터넷 시장에서 잘 작동하는 RISC-V의 좋은 징조입니다.

적어도 지금은 PC 칩 제조업체들이 신경을 덜 씁니다.

PC 시장은 가까운 시일 내에 RISC-V로 크게 이동할 것 같지 않습니다. 이 기술을 사용하여 다양한 오픈 소스 브라우저를 지원하는 랩톱을 구축하려는 중국의 이니셔티브가 있지만 목표는 2022년 말까지 2,000대의 랩톱을 구축하는 것 입니다 . 2025년까지 60,000대의 시스템을 판매한다는 목표도 마찬가지로 소박합니다. 그렇긴 하지만 노트북의 RISC-V에 대한 SAM 기회는 큽니다. 2022년에는 처리 코어가 3억 개에 불과합니다. 

파운드리는 약간 신경을 씁니다.

ISA는 실제로 칩을 만드는 사람들에게 그다지 중요하지 않지만 비용이 저렴하고 유연성이 뛰어난 RISC-V는 새로운 칩 설계에서 캄브리아기 스타일의 폭발로 이어질 수 있습니다. 처음에는 소량으로 수백 또는 수천 개의 새로운 칩을 파운드리에서 제조해야 할 수 있지만 새로운 칩 설계의 잠재적인 호황은 반도체 제조업체에 순풍이 될 것입니다.

결론

현재 대형 전통 칩 제조업체들은 RISC-V가 그들의 사업을 잠식할 것이라고 걱정할 이유가 거의 없을 것입니다. Arm의 ISA 라이선스 비용이 증가할 수 있지만 13 일반적으로 기껏해야 수백만 달러에 불과합니다. 그리고 Intel의 x86에 대한 라이센스 비용은 알려지지 않았지만 Intel은 역사적으로 AMD와 Via를 제외하고 칩에 대한 라이센스를 부여하지 않았기 때문에 아마도 한 자릿수 수백만 달러에 달할 것입니다.

수백만 달러가 많은 것처럼 보일 수 있지만 인기 있는 스마트폰 또는 칩 양이 수백만 달러로 측정되는 기타 응용 프로그램을 위한 새로운 칩 설계의 맥락에서 ISA 라이선스 비용을 줄이는 것만으로는 중요한 고려 사항이 아닐 수 있습니다. 칩 제조에는 설계, 검증, 검증, 소프트웨어, 제조, 첫 번째 설계에 실수가 포함된 경우 재조정해야 하는 등 여러 가지 비용이 수반됩니다. 비교적 첨단 디자인의 새로운 칩을 만드는 데 2022년에 5억 달러 이상이 들 것으로 예상되며, 그 중 라이선스 비용으로 몇 백만 달러는 물통에 떨어지는 것입니다.

앞으로 RISC-V가 두 개의 대기업이 지배하는 산업에서 자리를 잡을지 지켜보는 것은 흥미로울 것입니다. 16 년 동안 거의 50개의 서로 다른 ISA가 있었고 Arm과 Intel이 2020년에 시장의 거의 100%를 차지했다는 사실을 기억할 가치가 있습니다. MIPS, ARC 및 Tensilica와 같은 일부는 여전히 틈새 시장 역할을 하지만 나머지 Arm과 Intel의 경쟁업체는 완전히 사라졌습니다. 칩이 나쁘거나 비싸거나 작동하지 않아서가 아닙니다. 대신, 다른 기술 분야에서와 마찬가지로 ISA 통합에 대한 기술 산업의 의무가 있는 것 같습니다. 다음 10년 동안 두 주요 플레이어가 있을 것으로 보입니다. RISC-V를 따르는 사람들에게는 3분의 1을 위한 여지도 있다는 것이 희망입니다.