Freie Hardware: Ist RISC-V die Zukunft?

Fr, 16. April 2021, Niklas

Freie Software ist ungemein wichtig, um selbst die Kontrolle über die eigenen Geräte zu behalten. Doch was bringt ein freies Linux auf dem Raspberry, wenn es ein proprietäres Microsoft Betriebssystem braucht, um gestartet zu werden? Und wie weit helfen Ansätze wie Libreboot auf x86 Geräten, wenn ein proprietärer Minix Fork, fest eingebaut im Intel Prozessor, die ganze Hardware letztendlich kontrolliert?

Natürlich ist das alles schon eine gewaltige Verbesserung und ein Schritt in die richtige Richtung, aber da geht noch deutlich mehr. Dieser Ansicht war man wohl auch bei der Universität von Kalifornien in Berkeley, als man die quelloffene CPU-Architektur RISC-V entwickelt hat. Aber wie steht es eigentlich um die Verbreitung der freien Architektur?

Das RISC-V Projekt wurde 2010 an der besagten Universität gestartet und wurde von Anfang an für die praktische Verwendung entworfen, nicht nur als akademisches Konzept, wie es sonst bei Universitätsprojekten oft üblich ist. Inzwischen beteiligen sich Entwickler von Hardware und Software weltweit an der freien Architektur.

Bis 2016 gab es allerdings kaum CPU Designs, um die neue CPU Architektur nutzen können. Auch an Software mangelte es einige Jahre. Seit Februar 2016 kann FreeBSD auf RISC-V genutzt werden. Die Linux Distributionen Debian und Fedora wurden inzwischen ebenfalls auf RISC-V portiert, beide jedoch nur für die 64Bit Variante.

Inzwischen sieht die Situation deutlich besser aus und es gibt immer mehr Hardware, die auf RISC-V setzt. Die einzelnen CPUs sind dabei leider nicht immer Open-Source. Einige davon allerdings schon. Ein Projekt, das in der Nerd-Community erst vor wenigen Monaten hohe Wellen geschlagen hat, ist der Pinecil von PINE64, der mit dem GD32V SoC von GigaDevice angetrieben wird. Mit 108MHz und 32 KB RAM reicht dieser natürlich noch nicht für grössere Projekte.

Trotzdem ist der Pinecil inzwischen bei den verkauften Stück pro Tag auf Platz zwei des Herstellers. Und man möchte die Nutzung der freien RISC-V Architektur in Zukunft noch weiter ausbauen. Ein Single Board Computer, also sowas ähnliches wie ein Raspberry Pi, aber vermutlich anfangs noch nicht ganz so leistungsstark, wurde schon angekündigt. Dazu möchte man den XuanTie C906 RISC-V SoC und den BL602 RISC-V WLAN und Bluetooth-Chip verwenden.

Auch Allwinner arbeitet an einem vergleichbaren Projekt, dem Allwinner D1 Linux RISC-V Development Board. Die Leistung von 1GHz Single Core sowie 1 GB DDR3 RAM ist zwar im Vergleich zu aktuellen ARM Chips keineswegs beeindruckend, aber ausreichend für erste Experimente mit der neuen RISC-V Architektur. Für Bastler dürfte der Single Board Computer mit einem Preis von gerade mal 12 US-Dollar auf jeden Fall interessant sein.

Bessere Hardwaredaten gibt es beim BeagleV von BeagleBoard. Mit Dual Core 1GHz CPU und 2 GB DDR4 RAM bietet dieser Single Board Computer deutlich mehr Platz und Leistung, als der von Allwinner. Hier wird allerdings zuerst eine limitierte Beta-Version erscheinen. Deren Preis und das Erscheinungsdatum sind zum aktuellen Zeitpunkt nicht bekannt.

Wer etwas noch leistungsfähigeres sucht, dürfte am HiFive Unmatched Gefallen finden. Dabei handelt es sich um ein Mainboard für Desktop Computer, das mit einem SiFive Freedom U740 SoC kommt. Es bringt 16 GB DDR4 RAM, Gigabit Ethernet, mehrere USB 3.2, PCI und M.2 Anschlüsse mit. Für 679 US-Dollar ist es sicher kein Schnäppchen, aber wenn man bedenkt, dass man daraus einen vollwertigen Desktop Computer bauen kann, ist der Preis absolut gerechtfertigt.

Doch der Einsatzbereich von RISC-V beschränkt sich keineswegs auf Embedded und Privatgeräte. Auch im Serverbereich scheint Interesse für die junge CPU Architektur vorhanden zu sein. Der chinesische IT- und Handelsriese Alibaba hat im Juli 2019 einen 16-Kerner mit 2,5GHz auf RISC-V Basis angekündigt.

Einen sprunghaften Anstieg in der Verbreitung könnte RISC-V erhalten, wenn Nvidia die Falcon Prozessoren in seinen GeForce Grafikkarten durch RISC-V Chips ersetzt. Ob diese Pläne allerdings weiterverfolgt werden, wenn Nvidia die Firma ARM Limited hinter der proprietären ARM Architektur kauft, welche vergleichbare Produkte lizenziert, erscheint mir fraglich.

Die vielen spannenden Projekte mit RISC-V sprechen dafür, dass wir hier in naher Zukunft noch einiges zu berichten haben werden, aber genauere Vorhersagen liegen mir dafür natürlich noch nicht vor. RISC-V punktet durch hohe Leistung bei wenig Energieverbrauch und natürlich durch die lizenzkostenfreie Nutzbarkeit der Architektur, weshalb es schnell das Interesse vieler Hersteller gewinnen konnte.

Quellen: