オープンソースのコンピュータを作ろうと思えば、ソフトウェアの話であればできます。RISC-Vはオープンソースのプロセッサ設計で、急速に進化しており、コンピューティングの展望を変えることが期待されています。

インテルとアームの代替設計

現在、ARMとインテルのx86という2つのプロセッサが市場を席巻していますが、両社は大規模に事業を展開しているものの、ビジネスモデルは根本的に異なっています。

インテルは自社でチップを設計し、ARMはその設計をクアルコムやサムスンなどのサードパーティにライセンスし、サードパーティは独自の機能拡張を行う。サムスンは自社でプロセッサーを製造するインフラを持っていますが、クアルコム（およびその他の「ファブレス」設計者）はこの重要な作業をサードパーティに委託しています。

また、ARMの場合、通常、チップの設計を非公開にするための秘密保持契約をライセンシーに要求する。これは、同社のビジネスモデル全体が、**産業**ではなく、知的財産に基づくものであることから、驚くべきことではありません。

同時に、インテルは独自の商業的な設計秘密を持っている。どちらのプロセッサも市販されているため、学者やオープンソースのハッカーが設計に影響を与えることは（完全に不可能ではないにせよ）困難です。

risc-vの違いは何ですか？

RISC-Vは全く違います。まず、企業ではない。2010年にカリフォルニア大学バークレー校の学者が、既存の企業に代わるオープンソース、ロイヤリティフリーの選択肢として、このコンセプトを発表したのが始まりだ。

WindowsではなくLinuxをインストールするのと同じで、何も購入する必要はなく、煩わしいライセンス契約にも同意する必要がない。RISV-Vの目標は、同じことを半導体の研究・設計のために行うことである。

ARMは、プロセッサがネイティブに理解できるコマンドを指すISA（Instruction Set Architecture）と、その実装方法を示すMicroarchitectureもライセンスしている。

RISC-VはISAを提供するだけで、研究者や企業が実際にどのように使うかを定義することができます。これにより、低消費電力の16ビット組み込みシステムチップから128ビットスーパーコンピューター用プロセッサーまで、幅広いデバイスへの拡張が可能になりました。

RISC-Vはその名の通り、ARM、MIPS、SPARC、Powerなどの設計に基づくチップと同じRISC（Reduced Instruction Set Computer）の原理を使用している。

これはどういうことでしょうか？コンピュータのプロセッサーの心臓部には、命令と呼ばれるものがあるんだ。最も基本的な言葉で言えば、プロセッサに何をすべきかを伝える、ハードウェアで表現された小さなプログラムである。

RISCベースのチップは、インテルが提供するCISC（Complex Instruction Set Computer）で設計されたチップよりも命令数が少ないのが一般的だ。また、命令そのものをハードウェアで実装するのも、よりシンプルになりました。

命令がシンプルになれば、チップ**メーカーがより効率的にチップ設計を行えるようになります。トレードオフは、これらの比較的複雑なタスクがプロセッサによって実行されないことです。その代わり、ソフトウェアによって複数の小さな命令に分解される。

その結果、RISCは「重要なことはコンパイラに任せる」というあだ名がついてしまった。これは悪いことのように聞こえるかもしれませんが、そうではありません。それを理解するためには、まず、コンピュータ・プロセッサが実際にどのようなものであるかを理解する必要があります。

のプロセッサは、トランジスタと呼ばれる小さな部品が何十億個と集まってできています。CISCベースのチップの場合、これらのトランジスタの多くは、利用可能なさまざまな命令を表しています。

RISCチップは命令数が少なくシンプルなので、多くのトランジスタを必要としないのです。つまり、余裕があるからこそ、面白いことがたくさんできるのです。例えば、キャッシュやメモリレジスタを増やしたり、AIやグラフィックス処理用の機能を追加で搭載することも可能です。

また、トランジスタの数を少なくすることで、物理的にチップを小さくすることができます。このため、MIPSやARMのRISCベースのチップは、IoT（Internet of Things）機器に多く搭載されています。

スピードの必要性

もちろん、RISC-Vの理由はライセンスだけではありません。RISCプロセッサの設計に関する最初の研究プロジェクトの1つを主導したDavid Patterson氏は、「RISC-Vは、**業界の改善によってもたらされたCPU性能の差し迫った限界に対処するために設計された」と述べている。

チップに搭載されるトランジスタの数が多ければ多いほど、最終的にプロセッサの性能は向上する。そのため、TSMCやサムスンなど、サードパーティからプロセッサを受託生産しているチップ**メーカーは、トランジスタの小型化を図っている。

最初の商用マイクロプロセッサ「インテル4004」は、1万ナノメートル（約0.01mm）のトランジスタを2,250個搭載したに過ぎない。確かに小さいですが、発売から40年を経たAppleのA14 Bionicプロセッサと比較してみてください。このチップ（新しいiPad-Airを搭載）は118億個のトランジスタを持ち、それぞれのトランジスタの直径は5ナノメートルです。

1965年、インテルの創業者の一人であるゴードン・E・ムーアは、「チップに載せられるトランジスタの数は2年ごとに倍増する」という説を打ち出した。

ムーア氏は、『エレクトロニクス・マガジン』誌の35周年記念号で、「最も低い部品コストの複雑さは、年率約2倍で増大している」と書いている。."短期的には "もちろん、このレートは増加しないまでも継続されるでしょう。長期的には、成長率はやや不透明ですが、少なくとも10年間はほぼ一定に保たれないと考える根拠はありません。"

ムーアの法則は今世紀中に適用されなくなると予想されています。また、チップメーカーが長期的にこの小型化傾向を継続できるかどうかについても、かなりの疑問がある。これは、基礎科学のレベルでも、経済のレベルでも同じことです。

結局、トランジスタを小さくすると、より複雑になり、**コストがかかる**のです。例えば、TSMC（ティーエスエムシー）は、**5nmのチップ工場に170億ドル以上を投資しています。そこでRisk-Vでは、トランジスタのサイズと数を小さくすることで、性能の問題を解決することを目指しています。

同社では、すでにrisc-vを使用しています。

RISC-Vプロジェクトは2010年に開始され、2011年にはISAを採用した最初のチップが発売されました**。3年後、このプロジェクトは市場に出て、すぐに商業的な関心が高まった。この技術は、NVIDIA、Alibaba、westerndigitalなどの企業で採用されています。

皮肉なことに、RISC-V自体には画期的なことは何もないのだ。財団のホームページには、"RISC-V ISAは、少なくとも40年前のコンピュータ・アーキテクチャの考えに基づいている。"と書かれている。

しかし、間違いなく画期的なのは、ビジネスモデル、あるいはその欠如である。このため、プロジェクトは実験、開発、そして自由な成長の可能性にさらされている。

ソフトウェアが移植可能で、誰でも自由にソフトウェアを動かすためのハードウェアを開発できる、普遍的で自由でオープンな規格であるため、人々は関心を寄せています。

ここでは、RISC-Vチップは主にサーバーファームやマイコンなどのバックエンドで活躍する。コンシューマー分野でARM/Intelの二強を揺るがすことが可能かどうかは、まだわからない。

しかし、現職が低迷すれば、ダークホースが颯爽と登場し、すべてを変えてしまうかもしれない。