Open Hardware: Derfor åbnes instruktionssættet til Power-processorer

IBM's beslutning om at gøre instruktionssættet for Power-processorer åbent er en reaktion på trends og udfordringer på processormarkedet, der også får betydning for forholdet mellem Kina og USA.

IBM annoncerede for nylig, at Power-instruktionssættet bliver gjort til open source.

Det er en beslutning, som er interessant af flere årsager. Dels følger IBM en trend indenfor chip-industrien, hvor der gradvist åbnes for tidligere lukkede og patentbeskyttede design, dels vidner det om et muligt skifte i markedet, og endelig trækker beslutningen tråde til den ulmende handelskrig mellem USA og Kina.

Spilkonsoller, servere og supercomputere

Power-processoren blev introduceret af IBM for næste 30 år siden, i februar 1990, til RS/6000-computerne. Året efter etablerede IBM sammen med Apple og Motorola PowerPC Alliancen, der med PowerPC ville udfordre Intel på computere til forretnings- og hjemmebrug.

Apple ville bruge PowerPC i sine PowerMacs, og Motorola ville producere PowerPC-chips som erstatning for sin succesrige, men forældede 68000-processor.

PowerPC blev faktisk en succes – på gamekonsolmarkedet. Den blev anvendt i Sonys Playstation3, Nintendos Wii, Wii U samt Microsofts Xbox 360. Som processor for desktopcomputere gik det mere trægt. Bortset fra Apples PowerMac var der ikke meget at skrive hjem om.

Motorola skiftede strategi og gik længere ned i markedet med chips til embedded devices, ligesom IBM også begyndte at sigte efter det marked med PowerPC 400-serien.

På servermarkedet gik det bedre for Power-arkitekturen, hvor forskellige generationer navngivet Power2, Power3 og så videre blev anvendt i AS/400, pSeries og iSeries, ligesom de blev anvendt i storagedevices fra IBM, Bull og Hitachi.

I dag sidder den seneste generation Power9 i maven på supercomputere som Sierra og Summit.

Åben hardware – til en vis grænse

Nu gør IBM altså Power Instruction Set Architecture (ISA) åben for alle, der er interesserede i åben hardware.

Som IBM selv formulerede det i forbindelse med annonceringen:

»Vi speeder innovationen i åben hardware og software op.«

Det er vigtigt at bemærke, at det er instruktionssættet, som gøres til open source, ikke selve Power-processorens mikroarkitektur (se boks).

Det er også værd at bide mærke i, at virksomheder og andre interesserede i lang tid har kunnet få adgang til Power ISA-specifikationen, hvis de vel at mærke betalte en licensafgift til IBM.

Nu kan alle interesserede få adgang uden at skulle bekymre sig om licensafgifter og patentrettigheder.

Kommentatorer ser frigivelsen af Power-processorens instruktionssæt som IBMs forsøg på at tilkæmpe sig plads i flere servere og flere datacentre ved at følge en trend i markedet for åbne specifikationer for hardware.

Der er dog uenighed om, hvorvidt det kommer til at lykkes, da IBM ikke er den første med en åben ISA-specifikation.

Trend mod åbent hardware-design

I samme uge som IBM kom med sin annoncering, blev der på en anden konference om mikrochips, HOT Chips, talt en del om en anden arkitektur med et åbent instruktionssæt, nemlig RISC-V-arkitekturen.

RISC-V startede sit liv i 2010 på Berkeley-universitetet i Californien og har siden fået opbakning af Google, Nvidia, Samsung – og IBM.

Ideen om open hardware som pendant til open source er tillokkende, og som Version2 tidligere har rapporteret, blev de første RISC-V baserede chips parate til at understøtte Linux og FreeBSD i 2017.

På HOT Chips-konferencen var der en delegation fra RISC-V, og her blev blandt andet talt om, hvordan lande som Indien, Israel og Kina samt det amerikanske militærs forskningsarm DARPA aktivt støtter udviklingen af åbne hardware-specifikationer.

Hvorfor?

Fordi åbne hardware-specifikationer giver større muligheder for at være i kontrol over et lands infrastruktur, da det gør det sværere at implementere bagdøre i hardwaren.

Hardwarefrihed?

Det er ikke kun nationalstater og militære organisationer, der har interesse i at have kontrol over hardwaren. Firmaer som Raptor Computing Systems benytter hardwaredesign til deres desktop og servere, der er så åbent som muligt.

»Raptor Computing Systems kan nu tilbyde virkelig højtydende systemer uden nogen som helst kompromiser for brugerfriheden. Tag ikke fejl, det her er en milepæl for industrien - IT, som det altid burde have været, og som det kan blive igen takket være IBM's vilje til åbne systemer og Raptor Computing Systems’ løfte om og engagement i brugerkontrol,« som det lød fra virksomheden i forbindelse med IBM's annoncering.

Med sådan et gjaldende braveheartsk frihedsråb er der brug for et realitetstjek.

På nuværende tidspunkt sidder virksomheder som Intel tungt på desktop- og server-markedet, ligesom ARM har mobilmarkedet, og det er ikke sket med chips »uden nogen som helst kompromiser for brugerfriheden«, som Raptor Computing Systems formulerer det.

Det er urealistisk at forestille sig, at det ændrer sig væsentligt inden for en overskuelig årrække.

Men trenden mod mere åbne hardware-specifikationer synes at accelerere.

Udfordring til RISC-V?

Det gælder blandt andet det hæderkronede Western Digital, der med rødder i 1970'erne har været gennem mange hardware-evolutioner. Nu er Western Digital i gang med at flytte al hardware over til en open source-arkitektur.

Efter RISC-V's success har en anden ældre chips-arkitektur, MIPS, som stammer tilbage fra 1980'erne, også valgt at åbne for hardware-specifikationerne. Det skete i december 2018, hvor MIPS Open-initiativet blev lanceret.

IBMs udspil kommer altså på et tidspunkt, hvor der dukker flere åbne specifikationer op.

Skal IBM's udspil ses som en direkte udfordring til RISC-V?

Ikke nødvendigvis.

Mens Power-processorer i dag er rettet mod servere i den højere ende af markedet, så har RISC-V hidtil primært været rettet mod mindre embedded devices.

Men det kan ændre sig.

Kinesisk interesse for RISC-V

I slutningen af juli meddelte kinesiske Alibaba, at virksomheden havde fremstillet sine egne RISC-V baserede chips hvor der var tilføjet 50 udvidede instruktioner til det eksisterende instruktionssæt for blandt andet at forbedre memory-adgang, udnyttelse af multikerne-processorer og andre features, der peger mod anvendelse i den høje ende af servermarkedet.

Alibabas arbejde med RISC-V-processorer er interessant, ikke mindst grundet den ulmende handelskrig mellem USA og Kina.

Som Version2 tidligere har beskrevet, så har Huawei hidtil i stor stil anvendt chips fra britiske ARM, men det samarbejde kan blive ramt af handelskrigen.

Ifølge Chinadaily.com.cn forbereder Huawei sig på forskellige alternativer, blandt andet RISC-V-processorer.

»Hvis ARM's nye teknologier ikke er tilgængelige i fremtiden, så kan vi altid bruge RISC-V, en arkitektur, som er åben for alle virksomheder,« udtalte bestyrelsesformanden for Huawei Xu Zhijun til Chinadaily for nylig.

Hvorvidt IBM's åbning af Power ISA også har kinesernes interesse, melder Chinadaily ikke noget om, men mon Trump på et tidspunkt vil tweete om processorers åbne instruktionssæt?

Tips og korrekturforslag til denne historie sendes til tip@version2.dk
Følg forløbet
Kommentarer (2)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Hans Nielsen

"Det er urealistisk at forestille sig, at det ændrer sig væsentligt inden for en overskuelig årrække."

Intels dominans kan hutigt forsvinde, selv om x86 instrutionssættet ikke gør det.

Små micro computer som raspberry pi 4 og nye CPU'er som Snapdragon 8cx spiser sig ind for nede fra. Og i toppen, også i server markedet, tager AMD sin del.

Midranger ser det ud til at AMD er ved at udredere Intel.

Når man kan få en 8 trådet APU. med det hurtigste onbord grafikort for 600,- kr, i form af 2x00G og 3x00G serien hvor man kan beholde bundkort, kølere og RAM, hvis man vil have en af de hurtigste CPU på markedt, så ser det slemt ud for Intel, også må mobil markedet, når de der kommer flere Mobil CPU'er baseret på den nye 7 nn teknologi.

"AMD continues to dominate with its Ryzen 5 3600 close to equalling Intel’s entire CPU sales"

https://www.techradar.com/news/amd-continues-to-dominate-with-its-ryzen-...

Jeg vil sige, man i Verden i dag, nok ikke skal forvente en sådan stabilitet, eller så må man mene, at en overskuelig årrække er meget mindre end 5-10 år.

  • 1
  • 4
Jens Madsen

Betyder åben instruktionssæt, at man nu må lave power-pc kloner uden at betale licens - altså f.eks. kode en processor i VHDL med power PC'ens instruktionssæt?

Så vidt jeg ved, så er det lovligt med ældre Intel processorer, tidligere end 386 incl.

Har Power PC'ernes instruktionssæt ikke været kendt tidligere? Kunne de kun kodes i C?

  • 1
  • 0
Log ind eller Opret konto for at kommentere