Arquitectura RiscV: presente y futuro dentro de Europa

Durante los últimos meses, y debido la actual situación sufrida a nivel mundial y a la consecuente crisis de suministros se ha puesto en evidencia la brutal dependencia que tiene Europa en industrias externas de semiconductores. A pesar de la exponencial necesidad de estos semiconductores, la cuota de mercado en Europa solo representa el 10%. Somos completamente dependientes de productores fuera de Europa, principalmente de ARM Holdings, comprada en septiembre de 2020 por la compañía Nvidia, y que está especialmente enfocada en sistemas embebidos, smartphones y tablets; Intel, empresa estadounidense enfocada en procesadores para PC, y AMD, principal competidor de Intel en el mercado de los procesadores para PC.

Esta dependencia de los semiconductores es crítica por motivos geopolíticos y supone un importante impacto en industrias estratégicas tales como defensa y aeroespacial, así como en el sector ferroviario. Sin embargo, antes de exponer los efectos de esta dependencia externa, es importante explicar en qué consiste esta arquitectura de procesadores.

Risc-V es un set de instrucciones (ISA, Instruction Set Architecture) que se usa para implementar CPU con arquitectura Risc. La peculiaridad de esta es que es libre, por lo que no hay que pagar royalties ni licencia por su uso. Esta arquitectura nació en la Universidad de Berkeley a inicios de la década de 2010. Inicialmente, estuvo pensada para educación. La característica de que sea una ISA libre ha hecho que se haya creado una comunidad enorme a su alrededor, provocando un crecimiento exponencial, adaptando su uso también la industria. A raíz de su creciente éxito, nació la Risc-V Foundation, la cual mantiene el estándar de Risc-V.

Esta tiene variantes de 32, 64 y 128 bits. Sin embargo, la arquitectura predominante es la de 64. Aunque actualmente aún se está expandiendo el uso de la arquitectura Risc-V, podemos decir que sus potenciales usos son:

• Automoción.
• Edge computing.
• Inteligencia artificial.

A pesar de estos usos, lo más interesante que proporciona esta arquitectura es la posibilidad de poder crear procesadores sin tener que pagar por usarla. La idea detrás de esto es conseguir una portabilidad a nivel hardware entre plataformas, facilitando así la portabilidad entre ellas. Esto es el equivalente hardware a lo que hizo Linux con el software.

Como ya hemos mencionado, la principal característica de esta arquitectura es que es libre de royalties y licencias para su uso. Por eso, a futuro, puede ser una pieza clave para Europa a la hora de evitar dependencias con arquitecturas externas, evitando así posibles cuellos de botella con el consecuente problema de suministro como el que sufrimos actualmente. Por este motivo se están desarrollando varios proyectos a nivel europeo muy interesantes para crear una arquitectura de procesadores propia, evitando así la dependencia externa de estos. Algunos de los proyectos que se están llevando a cabo actualmente son:

• Proyecto De-Risc. Este proyecto busca desarrollar un procesador multicore para aplicaciones de espacio, encuadrándose dentro del programa europeo Horizon 2020. El proyecto comenzó en el año 2020, entregando ese mismo año una primera versión de la plataforma De-Risc.
• Proyecto eProcessor. En este proyecto, dirigido desde el BSC (Barcelona Supercomputing Center), busca crear un procesador europeo común enfocado principalmente en sistemas ADAS, CPUs para IoT, etc.

¿Cómo evolucionarán estos proyectos? Nadie puede estar seguro de ello. Lo que sí es totalmente seguro es el abanico de oportunidades que nos abre a corto, medio y largo plazo.

Como se ha visto, la arquitectura Risc-V presenta una potente herramienta para la independencia de hardware de Europa. Esto repercute directamente en el tejido productivo europeo, en tanto que pueden surgir oportunidades para el diseño de distintas versiones de procesadores y empresas que directamente se especialicen en la fabricación de este (ya se está viendo de igual manera la necesidad de Europa de crear factorías que se especialicen en la fabricación de semiconductores).