大手企業からスタートアップまで引き寄せる 海外では、オープンなCPU命令セットアーキテクチャ(ISA)である「RISC-V(リスクファイブ)」が大ブームとなっている。 11月28日から30日まで米Milpitasで開催されたカンファレンス「7th RISC-V Workshop」は、500名近い参加者を集めた。まだ、市場に商用チップがほとんど存在しないCPUの開発カンファレンスに、さまざまな企業や教育機関からこれだけの人が詰めかけた。 RISC-Vを管理するRISC-V Foundationのメンバも100を越えている。そのなかには、Google、Microsoft、IBM、NVIDIA、Samsung、Qualcomm、Micron、Huawei、Western Digitalといった大手企業の名前も並ぶ。 インドがRISC-Vを国家ISAとしたり、米国防高等研究計画局(Defense Advanced Research Projects Agency:DARPA)がセキュアマイクロコントローラにRISC-Vベースのコアを選択するなど、国家レベルでのRISC-Vへのコミットも相次いでいる。 コンピュータアーキテクチャのスタンダード教本である「Computer Organization and Design」のRISC-Vエディションが出版され、より高度な教本「Computer Architecture」でもRISC-Vがフィーチャされたことで、大学などの教育機関への浸透も進んでいる。 そして、RISC-V ISAのCPUを開発するスタートアップも次々に登場しつつある。「ほとんどのスタートアップはステルス(姿を現さない状態)なので見えにくい」(Krste Asanovic氏, UC Berkeley)が、RISC-Vでの起業が相次いでいるという。 このように、RISC-Vは海外ではCPUアーキテクチャの大波となりつつある。日本だけが取り残された状況になりつつある。海外の採用の速さのほうが異常とも言えるが、日本との温度差が大きいことは確かだ。 企業政治的に見ると、x86系とArm系の2つの命令セットがCPU市場を独占していく動きに対し、フリーな命令セットで対抗する動きにも見える。また、ライセンスフリー/ロイヤリティフリーのISAであることから、オープンソースのLinuxの興隆にたとえる人も多い。 ハードウェアの世界でも、コミュニティベースの開発で盛り上げようというストーリーだ。また、RISC-Vでは、汎用CPU ISAをベースにアグレッシブな実装をしようという動きも目立つ。元TransmetaのDave Ditzel氏が率いるスタートアップEsperanto Technologiesは、4,000以上のRISC-Vコアを集積して、深層学習やグラフィックスを高速に実行できるプロセッサを開発している。 なぜ、今、このタイミングで新CPU命令セットアーキテクチャなのか。なぜ、それがオープンなのか。なぜ、そこに大企業もスタートアップも大学や政府も押しかけているのか。じつはその背景には、半導体プロセス技術の変化、具体的にはムーアの法則とデナードスケーリングの終焉/鈍化がある。

UCバークレーの5世代目のRISC命令セット RISC-Vという名称は、UC Berkeleyが開発した5世代目のメジャーISAであることを示している。Berkeley RISCアーキテクチャファミリは、本格的なRISC型ISAの出発点となったRISC-Iから、RISC-II、SOAR、SPURと続いてきた。その流れの久々の新ISAがRISC-Vだ。 また、ファイブのローマ数字のVには、「Variations(バリエーション: 変種)」や「vectors(ベクタ)」の意味も込められているという。 RISC-V ISAの設計思想は、(1)命令数の少ないシンプルな命令セットで、(2)白紙の状態(Clean-slate)から設計され、(3)ベースISAと拡張ISAからなるモジュラー設計で、(4)命令セットの拡張や特殊化が容易で、かつ(5)基本のISA群が安定していることにある。 つまり、ゼロから作られたシンプルな命令群のISAで、拡張命令を組み合わせることで、広い用途に適用できる。さらに、特定の用途に向けた命令拡張が容易であるため、特殊化したプロセッサを作ることもできる。そうしたバリエーションの間でも、基本の命令セットの互換性は保たれる。 RISC-Vのこうした設計思想の背景には、半導体技術の変動の観測がある。これについては、David Patterson氏(Google, University of California at Berkeley)が、半年前の今年(2017年)5月のRISC-V Workshopで「50 years of Computer Architecture」と題した講演で明快に説明している。