Forrás: (SWI swissinfo.ch) A mesterséges intelligencia robbanásszerű fejlődése nemcsak a szoftveripart alakítja át, hanem a félvezetőipart is. Az AI-modellek tanításához és működtetéséhez egyre nagyobb teljesítményű és energiahatékonyabb chipekre van szükség. Miközben a világ figyelme az amerikai Nvidia, az Intel vagy a tajvani TSMC felé fordul, Svájcban egy kevésbé látványos, de annál jelentősebb technológiai forradalom zajlik: a nyílt forráskódú RISC-V architektúra térnyerése.

A chipipar láthatatlan monopóliuma

A legtöbb ember számára a félvezetők világában a gyártók a legismertebb szereplők. Pedig a modern processzorok működésének alapját nem maga a szilícium, hanem az úgynevezett utasításkészlet-architektúra (Instruction Set Architecture – ISA) adja. Ez határozza meg, milyen utasításokat ért a processzor, és hogyan kommunikál a hardver a szoftverrel.

A globális piacot évtizedek óta gyakorlatilag két szereplő uralja: az amerikai Intel x86-os architektúrája és a brit ARM rendszere. Ezek használatáért licencdíjat kell fizetni, ráadásul a fejlesztők csak korlátozottan módosíthatják az architektúrákat saját igényeik szerint. Ez különösen hátrányos az egyetemek, kutatóintézetek és kisebb innovatív vállalkozások számára, amelyek nem rendelkeznek a nagyvállalatok erőforrásaival.

A Berkeleyből indult lázadás

Erre a problémára válaszul született meg 2010-ben a Kaliforniai Egyetem Berkeley kampuszán a RISC-V. A cél egyszerű volt: létrehozni egy szabadon használható, nyílt szabványú ISA-t, amelyhez bárki hozzáférhet. A projektet 2015-ben egy nonprofit szervezet vette át, amely 2020-ban Svájcba, Zürichbe költözött, és RISC-V International néven működik tovább.

A költözésnek geopolitikai jelentősége is volt. A szervezet vezetői úgy ítélték meg, hogy a semleges Svájc kedvezőbb környezetet biztosít a globális együttműködéshez egy olyan időszakban, amikor az Egyesült Államok és Kína között egyre élesebb technológiai verseny bontakozik ki.  Ma a RISC-V International több mint 4500 tagot tömörít, köztük olyan vállalatokat, mint a Google, a Huawei, a Siemens, a Sony, a Qualcomm vagy az Alibaba. (RISC-V International)

Svájc: a félvezetők CERN-je?

A svájci ETH Zürich már 2015-ben alapító tagként csatlakozott a kezdeményezéshez. Az intézmény kutatói szerint a RISC-V legnagyobb előnye a „cselekvési szabadság”: a mérnökök saját igényeik szerint alakíthatják a processzorokat anélkül, hogy egy multinacionális vállalat engedélyére várnának.

Az ETH kutatói az elmúlt évtizedben mintegy 75 különböző chipet fejlesztettek RISC-V alapokon. Svájc nem kíván versenyezni Tajvannal vagy az Egyesült Államokkal a tömegtermelésben. Ehelyett a nagy hozzáadott értékű szakterületekre koncentrál, különösen az ultratakarékos processzorok fejlesztésére. (Swiss Observer)

A kutatások egyik legizgalmasabb eredménye, hogy mesterséges intelligenciára optimalizált RISC-V processzorok esetében akár százszoros energiahatékonysági javulást is sikerült kimutatni bizonyos feladatoknál. Ez rendkívül ritka előrelépés a félvezetőiparban, ahol gyakran néhány százalékos javulásért is évekig dolgoznak a mérnökök.

Az AI korszakában az energia lett a szűk keresztmetszet

A mesterséges intelligencia fejlődésének egyik legnagyobb akadálya ma már nem a számítási teljesítmény, hanem az energiafogyasztás. A nagy nyelvi modellek (LLM-ek) tanítása és működtetése óriási adatközpontokat igényel. Ezek energiaigénye világszerte ugrásszerűen növekszik. Emiatt a chiptervezők számára egyre fontosabb cél az energiahatékonyság maximalizálása.

Ebben a versenyben a RISC-V egyik fő előnye éppen a testreszabhatóság. A mérnökök az adott feladatra optimalizált processzorokat tervezhetnek, így elkerülhetők a felesleges számítások és energia-veszteségek.

Az open source hatása: ugyanaz történhet, mint a Linux esetében

A RISC-V támogatói gyakran a Linuxhoz hasonlítják a kezdeményezést. Ahogy a Linux nyílt forráskódú operációs rendszerként megtörte a szoftverpiac korábbi monopóliumait, úgy a RISC-V a hardvertervezés demokratizálását ígéri.  A nyílt szabvány lehetővé teszi, hogy startupok, egyetemek és kisebb országok is bekapcsolódjanak a chipfejlesztésbe anélkül, hogy súlyos licencdíjakat fizetnének. Ez különösen fontos Európa számára, amely a chipgyártásban jelentősen lemaradt az Egyesült Államokhoz és Ázsiához képest. (Theia)

A nyílt ökoszisztéma már az oktatásban is megjelent. Az ETH Zürich kutatói például olyan teljesen nyílt RISC-V platformokat fejlesztenek, amelyek lehetővé teszik a hallgatók számára, hogy saját processzorokat tervezzenek és akár gyártásba is vigyék azokat. (arXiv)

Geopolitikai jelentőség

A RISC-V sikere nem csupán technológiai kérdés. Az amerikai törvényhozásban többször is felmerült aggodalomként, hogy Kína intenzíven használja a nyílt architektúrát saját félvezetőiparának fejlesztésére. Mivel a szabvány nyílt és nem egyetlen ország ellenőrzése alatt áll, nehezebb geopolitikai eszközként korlátozni a hozzáférést.  Ez a körülmény különösen értékessé teszi Svájc szerepét, amely semleges közvetítőként biztosít otthont a RISC-V International szervezetnek.

Nem a gyártásban, hanem a szabványokban lehet Svájc nagyhatalom

Miközben a világ chipgyártó kapacitásainak túlnyomó része továbbra is Tajvanon, Dél-Koreában, Kínában és az Egyesült Államokban összpontosul, Svájc egy másik fronton próbál vezető szerepet betölteni: a félvezetők „nyelvének” meghatározásában. Ha a RISC-V valóban széles körben elterjed, a következő évtizedben a chipiparban ugyanaz a változás következhet be, amelyet a Linux hozott a szerverek és az internet világában. Ebben az esetben Zürich nem csupán egy újabb technológiai központ lesz, hanem annak a nyílt hardveres forradalomnak a központja, amely alapjaiban alakíthatja át a mesterséges intelligencia korszakának infrastruktúráját.