Dapatkah Perangkat Keras Open-Source Menyaingi Warisan Linux?
Tahun ini menandai anniversary ke-30 dari peluncuran kernel Linux, sumbu gerakan perangkat lunak open-source. Kode kernel yang tersedia secara gratis telah mendorong ratusan distribusi Linux yang kuat, stabil, dan fleksibel, menciptakan warisan inovasi dan keandalan.
Mengutamakan kesuksesan itu, dapatkah filosofi open-source yang sama diterapkan pada perangkat keras? Dapatkah arsitektur instruksi (ISA) seperti RISC-V menjadi fondasi untuk proliferasi silikon open-source, mencerminkan peran Linux untuk perangkat lunak?
Jawabnya adalah ya dan tidak.
RISC-V memang adalah standar terbuka, menawarkan kebebasan, fleksibilitas, dan kecepatan yang dibutuhkan untuk membangun produk di sekitarnya. Namun, perangkat keras secara inherent lebih kompleks, melibatkan beberapa lapisan tumpukan, yang berarti tidak semudah mengirimkan paket perangkat lunak.
Untuk mengeksplorasi pertanyaan ini, kami meninjau pemangku kepentingan kunci dalam ekosistem RISC-V—termasuk OpenHW Group, RISC-V International, NXP Semiconductors, dan Andes Technology. Wawasan mereka menyoroti kemiripan dengan perangkat lunak open-source, mengidentifikasi hambatan adopsi perangkat keras, dan menekankan pentingnya komunitas dan ekosistem yang dinamis.
Kualitas dan Ekosistem Dukungan Adalah Kritis
Rick O'Connor, president dan CEO OpenHW Group, mengaitkan RISC-V dengan kernel Linux: "ISA RISC-V adalah apa yang kernel adalah untuk Linux pada awalnya, dan proyek perangkat lunak open-source lainnya tumbuh darinya." Ia menambahkan bahwa ISA adalah benih dari mana ekosistem perangkat keras dapat tumbuh.
Rick O'Connor
O'Connor memperingatkan bahwa kualitas tetap menjadi hambatan yang signifikan. "Jika Anda bekerja di perusahaan SoC volume tinggi, Anda tidak dapat hanya mengadopsi core yang berasal dari universitas dan menyatakan siap produksi." Untuk mengatasi ini, OpenHW Group mendorong alur verifikasi terbuka yang menunjukkan kualitas dan keandalan, memberikan pabrikan volume tinggi kepercayaan yang sebanding dengan pengembangan internal.
Ia juga mengklarifikasi kesalahpahaman tentang RISC-V International, fondasi yang mengawasi spesifikasi ISA. "Fondasi bukan tentang mengembangkan core; ia mendefinisikan arsitektur instruksi. Adopsi dapat komersial, open-source, closed-source, untuk untung, atau non-untung, dan mendukung berbagai bahasa capture logika."
O'Connor menekankan bahwa fokus OpenHW Group melampaui desain core. "Kami mengembangkan artefak untuk komputasi kluster heterogen, mengaktifkan ukuran SoC yang beragam, kluster berbagai jenis inti, aksenlerator, dan blok kustom." Ini selaras dengan janji RISC-V untuk memungkinkan siapa pun untuk menyatukan core bersama tanpa keterbatasan kontrak.
Ia mencatat bahwa ISA telah melepaskan "frontier inovasi baru," memungkinkan pengembang untuk membangun dari nol. "Tantangan kami adalah mendirikan lima atau enam keluarga core yang berkelanjutan di sekitar RISC-V."
Rob Oshana
Rob Oshana, vice president of software engineering for R&D di NXP Semiconductors, menggambar paralel: "Linux adalah kode sumber sebenarnya yang ribuan pengembang berkontribusi secara kolaboratif melalui Linux Kernel Archives." Ia menekankan bahwa RISC-V International memiliki spesifikasi, bukan implementasi, dan bahwa OpenHW Group mengisi kesenjangan dengan menyediakan implementasi dan kolaborasi gratis, terbuka, dan bebas royalti, banyak seperti Linux Foundation.
Dukungan Komunitas, Bukan Hanya Spesifikasi, Adalah Esensial
Open source tumbuh pada keterlibatan komunitas. "Cukup menempatkan sesuatu di repositori Git dan menyebutnya 'terbuka' tidak cukup," argues Oshana. "Sebuah komunitas harus merawat, merawat, dan mengembangkan proyek." Ia menunjukkan bahwa core OpenHW Group berhasil karena upaya kolektif dalam membangun core, papan, perangkat lunak, dan platform referensi.
Oshana meminta investasi rekayasa yang berkelanjutan dan praktik terbaik. "Setiap distribusi akan unik, tetapi keberhasilan bergantung pada serangkaian alat berbasis perangkat keras yang andal dan peran maintainer yang jelas—serupa dengan proses upstreaming di Linux."
Mark Himelstein
Mark Himelstein, CTO di RISC-V International, mengungkapkan perasaan yang sama: "Adopsi Linux tidak hanya karena keuperan teknisnya; itu adalah komunitas dan dukungan. Dengan RISC-V, saya yakin kita sedang di jalur untuk menjadi Linux dari perangkat keras."
Perangkat Keras Lebih Kompleks Dari Perangkat Lunak
Tumpukan multi-lapisan perangkat keras menambahkan kompleksitas. "Lebih dari 95% volume silikon saat ini diproduksi dan diverifikasi menggunakan alur alat berbasis Verilog dan infrastruktur verifikasi komersial," notes O'Connor. "Untuk mendorong adopsi, core harus terintegrasi secara lancar dengan alur alat komersial yang ada."
Vendor SoC biasanya menggunakan Metodologi Verifikasi Universal SystemVerilog (UVM). "Kami tidak akan mencoba memaksa metodologi baru," O'Connor says. "Jika kita ingin adopsi RTL dari blok terbuka, mereka harus dapat dijatuhkan ke lingkungan UVM yang familiar."
Ia menyoroti fisika manufaktur silikon—resep proses, perpustakaan, alat CAD, masker GDSII, dan perangkat lunak verifikasi—semua dipatenkan secara luas. "Mengganti seluruh tumpukan dengan implementasi open-source tidak realistis untuk perusahaan komersial apa pun."
Pendiri OpenHW Group memutuskan untuk tidak membangun ekosistem proprietary untuk core RISC-V. Sebaliknya, tujuan mereka adalah menyediakan blok bangunan perangkat keras terbuka yang memfasilitasi kluster heterogen dan aksenlerator kustom, sambil memanfaatkan alat komersial untuk memastikan kepercayaan tinggi.
O'Connor memprediksi bahwa open-source FPGA akan segera muncul, diikuti oleh open-source SoC.
Perspektif Komersial
Andes Technology menggambarkan bagaimana perusahaan komersial dapat mengintegrasikan infrastruktur open-source. Perusahaan Taiwan telah meluncurkan beberapa prosesor RISC-V dan mengumumkan implementasi pelanggan.
Selain merancang core untuk SK Telecom dan Renesas, Andes baru-baru ini mengungkapkan bahwa EdgeQ, startup yang mengembangkan chip stasiun dasar 5G, akan menggunakan core RISC-V berlisensi Andes dengan ekstensi kustom untuk menyediakan platform 5G terbuka dan dapat diprogram dengan AI terintegrasi. Ekstensi memungkinkan EdgeQ untuk menyesuaikan set instruksi untuk performa, fitur, dan daya yang saat ini tidak tersedia pada solusi nirkabel.
Frankwell Lin
Lin menjelaskan: "RISC-V adalah ISA open-source untuk deskripsi perangkat keras, bukan open core. Perusahaan bekerja sama pada standar tetapi bersaing dalam bisnis." Ia menambahkan bahwa Andes menyeimbangkan keahlian core proprietary satu dekade dengan perpindahan 90% menuju pengembangan RISC-V.
Lin mencatat bahwa perangkat keras memiliki standar terbuka lain—Verilog, PCIe, USB, OpenCL, OpenCV, Bluetooth, dan Wi-Fi—sering disepakati oleh pemimpin industri. Seiring munculnya lebih banyak alat perangkat keras terbuka, pertanyaan tetap apakah fondasi yang mirip dengan kernel Linux diperlukan untuk mendorong adopsi. Keterlibatan komunitas dan kontribusi perusahaan adalah krusial.
Namun, investasi besar dalam alat desain dan peralatan produksi membuat perangkat keras open-source menjadi proposisi yang menantang. Blok perangkat keras harus terintegrasi dengan toolchain yang ada untuk mengelola kompleksitas yang lebih besar di setiap lapisan desain.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan pada situs saudara kami, EE Times.
Konten Terkait:
Open source GPU dibangun pada RISC-V
Papan referensi open-source target penyelamatan ventilator medis cepat
Perspektif pada evolusi Arduino
Mengapa Yocto Project untuk proyek IoT saya?
Mendesain sistem pertanian pintar open-source
Untuk lebih banyak Embedded, berlangganan newsletter email mingguan Embedded.
