RISC-Vは中国の国産チップ計画の救世主

RISC-Vのオープンソース的アプローチが、中国が強力な国産チップを開発するための最善策として浮上している。

昨年12月初旬に開催されたRISC-Vサミットでは、多くの企業が「チップのLinux」とも呼ばれるRISC-VをベースにしたCPUを発表し、中国が勝者となった。米国の禁輸リストに掲載されている政府支援の中国科学院やStarFive Technology（赛昉科技）は、PCやサーバー向けの新しいRISC-Vチップのデザインを発表した。

RISC-Vは、アップル、インテル、グーグル、Nvidiaなどの企業が支援しており、その注目度は高まっている。特に中国ではRISC-Vの開発が活発化しており、アリババは10月にRISC-V命令セットアーキテクチャをベースにしたカスタムメイドのプロセッサ「XuanTie」のコードを公開し、Android 10をRISC-V ISAに移植している。

中国では、RISC-V技術の自給自足を目指して、大量の資本を投じて国産チップを作っている。もうひとつの目的は、外国への依存度を下げることであり、米国は中国との貿易戦争でチップ技術を梃子にしている。

例えば、アメリカは中国科学院へのチップ技術の輸出を制限しており、このため、中国科学院はCPU開発にRISC-Vを採用している。中国科学院コンピューティング技術研究所は、2010年にMIPSベースのLoongson（龍芯）チップを開発し、今年初めにリリースされた最新のチップでは、MIPSとRISC-Vを組み合わせている。

RISC-Vが中国にとって魅力的なのは、ボーダレスなアーキテクチャであり、1つの企業や政府機関に支配されていないからだ。IBMが主導しているOpenPowerのような他のオープンソースの取り組みは必ずしもそうではない。

RISC-Vは、チップの開発、生産、流通を牽引するモノリシックな構造から脱却し、小規模なチップメーカーに公平な競争の場を提供する、水平的なチャンスを提供するものだ。

「私たちは、コミュニティを活用する。企業の壁、国の壁、文化の壁、タイムゾーンの壁を取り払い、私たちは皆、このコミュニティの一員であることを知っているので、その一部を共有することができる」とRISC-V Internationalの最高技術責任者であるMark Himelsteinは英テクノロジーメディアThe Registerに語っている。

RISC-V Summitで紹介された新しい中国製チップのデザインは、最速のx86やArmのCPUコアほど高度なものではないが、最終的には最新・最高とまではいかないまでも、豊富な機能を備えた競争力のある代替品を生み出すことを目標としている。

中国科学院は、オープンソースの64ビットチップファミリ「XiangShan（象山）」の最新版「Nanhu」を発表し、来年に発売する予定だ。この第2世代の設計では2GHzで動作し、半年前に発表された第1世代の前身である28nmプロセスをターゲットにした「Yanqihu」の2倍近くの速度を実現している。

Nanhuは14nmプロセスで設計されているため、同ノードで操業するSMICが運営する工場で中国国内で製造される可能性がある。台湾の半導体メーカーであるTSMCが運営する最先端の5nmおよび4nmノードには及ばないものの、Nanhuは製造上のギャップを埋めるものだ。

サンフランシスコで開催された「RISC-V Summit」で、中国科学院コンピュータ技術研究所のYungang Bao教授は、「RISC-V対応のYanqihuは、大学院生25名とエンジニア5名の計30名で開発された」と述べている。RISC-Vの協調性を考慮して、SiFiveのBlock Inclusive Cacheのように、Nanhuの機能の一部はオープンソースの設計図を利用しているという。

我々としては、スタートアップを立ち上げて製品化することはないが、それを行う企業があることを期待している」とYungangは述べ、さらに「我々は、企業が製品化してくれることを望んでいる。RISC-VのためのRed Hatのような企業が出てくることを期待している」

一方、StarFiveは、台湾の半導体製造会社の12nmプロセスで2GHzで動作するアウトオブオーダーのメインストリーム・コンピューティング・チップ・デザインであるDubheを発表した。

このマイクロプロセッサーには、XiangShanにも実装されているビット操作などのさまざまなRISC-V拡張機能に加え、新たに批准されたRISC-Vハイパーバイザー拡張機能の実装が含まれている。これは、SiFiveの最上位機種であるP650 RISC-V CPUコアもサポートしている仮想化拡張だ。

課題もある。もし、NvidiaがArmを買収しなければ、RISC-Vの発展における一時的な障害になる可能性があるとも想定されている。

Armは、中立的な立場で半導体界のスイスのような存在だ。Nvidiaが経営権を握れば、他の半導体企業はArmを見捨てる準備ができていたが、買収が実現しなければ、その脱出は遅くなるかもしれない。

一方、NvidiaがArmを吸収するかどうかは問題ではないと考えている人もいる。NvidiaがArmを吸収すれば、RISC-Vがより魅力的に見えるし、そうでなければ、Armは増え続けるRISC-Vプロセッサの設計者と対決することになるだろう。

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