Doe-het-zelfchips knabbelen aan machtig duopolie

Hoe een computerchip werkt, wordt al jaren bepaald door een handvol bedrijven, vooral Intel en ARM. ©RV DOC

Net zoals de opensourcebeweging ooit het monopolie van Microsoft doorbrak, knabbelt ze nu ook aan de dominantie van de chipreuzen Intel en ARM. Ontwerpt elk bedrijf straks zijn eigen chips?

Zowat 2.000 computer- en halfgeleiderspecialisten verzamelden afgelopen december op een conferentie in het Californische San Jose. De bonte mix van academici, start-ups en specialisten van grote techbedrijven zoals Google, Samsung en Qualcomm hoopten er meer te vernemen over de jongste ontwikkelingen rond RISC-V, een technologie die volgens sommigen een revolutie kan teweegbrengen in het ontwerpen van nieuwe, betere en goedkopere computerchips.

U wist al dat een computer aangestuurd wordt door software, een logische reeks opdrachten die geschreven zijn in een bepaalde programmeertaal. Maar die software moet op het niveau van de chip weer omgezet worden in een reeks basisinstructies, iets als ‘haal twee getallen op uit een bepaalde locatie, tel die op en berg het resultaat op in een andere locatie’. Het geheel van mogelijke instructies die je aan een chip kan geven wordt in het jargon de ‘instruction set architecture’ (ISA) genoemd. Het zijn de bouwblokken die bepalen wat je met een computer precies kan doen.

X86

Het bouwplan van het overgrote deel van de miljarden chips op onze aardbol wordt al jaren gedefinieerd door twee bedrijven: het Amerikaanse Intel, dat met de zogenaamde X86-architectuur de wereld van vaste computers en laptops controleert, en het Britse ARM, dat heerst in de chips voor smartphones en andere mobiele toestellen. Intel en ARM geven hun chipontwerpen in licentie en laten niet toe dat derde partijen er iets aan wijzigen of er extra functies aan toevoegen, tenzij tegen betaling van een aanzienlijke vergoeding. Alleen een paar hele grote spelers, zoals Apple of Qualcomm, zijn in staat dat geld op te hoesten. Het gevolg is dat een handvol grote bedrijven feitelijk de innovatie in de sector aansturen.

Die gevestigde orde wordt nu uitgedaagd door RISC-V, een chiparchitectuur die tien jaar geleden ontworpen werd aan de universiteit van Berkeley en die iedereen vrij kan gebruiken en wijzigen. Het gebruik van de technologie is nog bescheiden, maar de belangstelling ervoor neemt toe. ‘Ook de meeste grote bedrijven zijn ermee bezig’, zegt de computerwetenschapper Krste Asanovic, die mee in het ontwikkelingsteam van de nieuwe chipstandaard zat. Asanovic richtte zelf de start-up SiFive op, die commerciële chips ontwerpt op basis van de RISC-V-architectuur.

Besturingssysteem

De opensourcebeweging, die tot nu toe vooral de gevestigde orde in de softwarewereld kon verstoren, lijkt daarmee ook een revolutie voor te bereiden in hardware. Al zijn de drempels daar wel een pak hoger. ‘Je moet zo’n instructieset ook vertalen naar een fysiek ontwerp van de chip, en je moet vervolgens iemand vinden die zo’n chip voor je kan produceren’, zegt Diederik Verkest, program director bij het Leuvense elektronicaonderzoeksinstituut Imec.

Verkest denkt dat kleinere bedrijven, die niet in staat zijn grote bedragen te betalen voor een licentie, van RISC-V zullen gebruikmaken om voor sommige toepassingen hun eigen chips te ontwikkelen. ‘De grote innovaties zullen nog altijd ontwikkeld worden op de bekende platformen, maar je kan met RISC-V misschien wel goedkopere smartphones maken. Al moet je er dan ook rekening mee houden dat je een besturingssysteem nodig hebt dat boven op de chips kan draaien’, zegt Verkest.

Academici of bedrijven uit ontwikkelingslanden zijn ook een mogelijke doelgroep, net als bedrijven die door handelssancties niet met Amerikaanse chips mogen werken. Ook de Europese Unie ziet wel wat in RISC-V als mogelijke bouwsteen voor Europese supercomputers, waar het publiek-private partnership EuroHPC aan werkt. Europa wil voor kritische computertoepassingen niet langer afhangen van bedrijven die niet in de EU gevestigd zijn.

Datacenters

Ook enkele grote namen uit de techindustrie experimenteren al met opensourcehardware. Google gebruikt RISC-V in zijn project OpenTitan, dat chips ontwikkelt om datacenters en opslagsystemen te beveiligen. ‘Sommige computertaken, zoals machine learning, kunnen baat hebben bij een open architectuur’, zegt Urs Holzle, die verantwoordelijk is voor de technische infrastructuur van de ruim twintig datacenters van Google. Samsung is van plan de designs van SiFive te gebruiken in sommige componenten voor zijn mobiele telefoons. De RISC-V-architectuur werd ook al in verschillende vormen gebruikt door Qualcomm, Nvidia, Western Digital en Alibaba.

Toch betekent het allemaal nog niet veel als je weet dat jaarlijks 1,4 miljard smartphones en meer dan 200 miljoen pc’s verkocht worden die gebaseerd zijn op de regels van ARM en Intel. Als RISC-V ergens impact kan hebben, dan is het vooral doordat de druk op die twee bedrijven toeneemt om wat flexibeler te worden in hun prijzen en licentievoorwaarden. Hetzelfde mechanisme leidde er de voorbije 20 jaar ook toe dat Microsoft zijn greep op de softwaremarkt stukje bij beetje heeft gelost.

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud