Nordic tham gia RISC-V

• Nordic muốn mở rộng các lựa chọn thiết kế cho sản phẩm IoT không dây thông qua việc tham gia liên minh RISC-V, thay vì thay thế Arm
• Arm đã được dùng làm kiến trúc cốt lõi cho các sản phẩm kết nối không dây của Nordic kể từ nRF51 Series SoC năm 2012, và quyết định lần này không mâu thuẫn với mối quan hệ đó
• RISC-V là kiến trúc chip mã nguồn mở do UC Berkeley phát triển khoảng 10 năm trước, và có thể trở thành lựa chọn bổ sung trong các lĩnh vực di động·IoT nơi mức tiêu thụ điện năng là yếu tố quan trọng
• Một số ứng dụng cụ thể có thể nhắm tới mức điện năng cực thấp bằng cách rút gọn tập lệnh, và điều này giống với cách tinh giản giao thức không dây độc quyền 2.4GHz để phục vụ siêu tiết kiệm điện
• Trong các chip nhúng đơn giản cho cảm biến và các tác vụ biên như máy học cục bộ, lõi Arm có thể là quá mức cần thiết, nên RISC-V bổ sung một lựa chọn thực tế

---

Quan hệ giữa việc tham gia RISC-V và Arm

• Nordic đã tham gia liên minh các công ty bán dẫn thúc đẩy việc áp dụng kiến trúc chip mã nguồn mở RISC-V
• Quyết định này làm dấy lên câu hỏi về mối liên hệ với chiến lược sản phẩm dựa trên Arm mà Nordic đã duy trì suốt thời gian dài
• Arm là kiến trúc chip thương mại, không phải mã nguồn mở, và Nordic đã sử dụng Arm cho các sản phẩm bán dẫn kết nối không dây kể từ khi ra mắt nRF51 Series SoC vào năm 2012
• nRF51 Series là một sản phẩm quan trọng trong thị trường Bluetooth LE, đồng thời là ví dụ đổi mới khi tích hợp bộ xử lý Arm mạnh mẽ ngay trên chip Bluetooth

Không phải phương án thay thế để loại bỏ Arm mà là bổ sung

• RISC-V được phát triển khoảng 10 năm trước tại UC Berkeley ở Mỹ
• Bề ngoài, đây có thể trông như một công nghệ cạnh tranh với Arm, nhưng Nordic không xem đó là quan hệ thay thế đơn thuần
• Cũng như các tiêu chuẩn kết nối IoT không dây, không có một công nghệ nào có thể giải quyết mọi bài toán ứng dụng
  • Bluetooth LE, Thread và cellular IoT đều có thế mạnh riêng, nhưng không thể đáp ứng mọi yêu cầu cùng lúc
• Trong cùng bối cảnh đó, RISC-V gần với một phương án bổ sung hơn là mối đe dọa đối với Arm
• Ý nghĩa của lựa chọn này càng lớn, đặc biệt trong các ứng dụng di động·IoT vốn lâu nay Arm mạnh về tối ưu điện năng

Rút gọn tập lệnh để tối ưu siêu tiết kiệm điện

• Cốt lõi của RISC-V là cho phép người dùng phát triển phần cứng tùy biến tiên tiến dựa trên kiến trúc chip mã nguồn mở
• Với các ứng dụng cụ thể và chuyên biệt cao, có thể giảm bớt tập lệnh để hướng tới mức tiêu thụ điện năng cực thấp
• Điều này tương tự với cách tinh giản giao thức không dây độc quyền 2.4GHz để phù hợp với mục tiêu tiêu thụ điện siêu thấp
  • Nordic cho rằng rất khó để đạt được mức tối ưu cực đoan như vậy với giao thức tiêu chuẩn Bluetooth Low Energy
• Bản thân RISC-V không phải công nghệ độc quyền, nhưng trong cấu trúc do nhà phát triển kiểm soát, có thể kiểm soát chặt chẽ hơn từng phần của mã theo yêu cầu ứng dụng

Cảm biến biên và máy học cục bộ

• Khả năng phát triển tập lệnh siêu tiết kiệm điện có thể đặc biệt hữu ích ở biên
• Ví dụ, có những chip nhúng đơn giản dành cho cảm biến chỉ cần một ít năng lực xử lý để thực hiện máy học cục bộ
• Trong các ứng dụng như vậy, lõi Arm có thể là lựa chọn quá mức
• Tuy nhiên, cảm biến đó vẫn có thể cần giao tiếp và hoạt động cùng các thiết bị Nordic dựa trên lõi Arm

Lựa chọn cho khách hàng và tác động tới phát triển IoT

• RISC-V mang lại thêm lựa chọn giảm tiêu thụ điện năng cho các ứng dụng có thể chấp nhận những đánh đổi khi không dùng lõi dựa trên Arm
• Điều này có thể hạ thấp rào cản gia nhập trong phát triển ứng dụng IoT và tạo ra sân chơi cạnh tranh cân bằng hơn
• Nordic cho rằng thay đổi này có thể khuyến khích nhiều đổi mới hơn trong thị trường IoT
• RISC-V không xung đột với lõi Arm mà Nordic đã sử dụng lâu nay trong các thiết bị kết nối IoT không dây
• Với các ứng dụng đơn giản và nơi siêu tiết kiệm điện là yếu tố quan trọng, khách hàng của Nordic sẽ có nhiều lựa chọn thiết kế hơn

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Nordic là nhà cung cấp số lượng lớn chip Bluetooth cho người tiêu dùng, nhưng đang chịu áp lực lớn từ làn sóng đối thủ Trung Quốc siêu rẻ
  Trong số các công ty chip phương Tây, họ có vẻ là ứng viên phù hợp nhất để chấp nhận RISC-V. Tôi cũng rất tò mò TI sẽ có kế hoạch gì với RISC-V khi lần đầu tiên thực sự bước vào thị trường vi điều khiển đa dụng giá rẻ

  • Cách nói “đang chịu áp lực lớn từ làn sóng đối thủ Trung Quốc siêu rẻ” nghe giống như một cách viết kỳ lạ của “vẫn duy trì thị phần ổn định bất chấp cạnh tranh từ Trung Quốc”
    Trong các thiết kế mới sắp tới, bảo mật IoT sẽ ngày càng trở thành yếu tố quan trọng hơn. EU khá nghiêm túc trong việc xử lý vấn đề bảo mật của thiết bị IoT, và các sản phẩm mới của Nordic cũng đặt bảo mật lên rất cao
    Tôi không nghĩ các nhà sản xuất lớn sẽ vì tiết kiệm vài xu mà chọn các thiết kế Trung Quốc rẻ tiền với lõi RISC-V chưa được kiểm chứng đầy đủ và phần vô tuyến Bluetooth ngốn nhiều điện, rồi chấp nhận rủi ro trở thành mục tiêu của thảm họa IoT quy mô lớn đầu tiên
    Đối với ARM TrustZone, hệ sinh thái RISC-V vẫn chưa có câu trả lời được chuẩn hóa rõ ràng, nên tôi nghĩ đây là lý do để ARM tiếp tục giữ vai trò bộ xử lý ứng dụng chính trong các chip BT/Thread cao cấp trong vài năm tới
  • Nếu tình hình gần đây không thay đổi, Nordic vẫn là thế lực mạnh trong ứng dụng tiết kiệm điện
    Tuy nhiên tôi đã dùng cả Nordic NRF SDK lẫn Espressif SDK, và cá nhân tôi thấy Espressif tốt hơn nhiều
    Với những thiết bị lặt vặt tự làm ở nhà, esp32 và esp8266 rất tuyệt. Module rẻ và cộng đồng cũng lớn. Tôi không muốn ở vị thế của Nordic lúc này
  • Bluetooth sắp tệ hơn nữa à? Theo tôi biết, phần cứng và phần mềm của Nordic thuộc số ít stack Bluetooth chất lượng cao
  • Nordic có tài liệu rất tốt, và API cấp thanh ghi cũng được trừu tượng hóa ở mức tương đối cao
    Phần lớn chip của họ dành cho thiết bị chạy pin, rất hợp với ngách kết hợp năng lực tính toán/IO vừa đủ và chức năng không dây. Nếu làm thứ như vậy, đây sẽ là lựa chọn hàng đầu của tôi
    Tôi mong họ giảm phụ thuộc vào nhà cung cấp bên thứ ba trong việc làm module tích hợp. Sẽ tốt hơn nếu có thể mua ngay “module nRF-53 kèm ăng-ten” thay vì phải lục lọi website bên thứ ba
    Nói về cạnh tranh với Trung Quốc, việc thiếu chip hỗ trợ Wi-Fi trong dòng sản phẩm của Nordic là một khoảng trống đáng chú ý. Tôi mong có ai đó cạnh tranh với Espressif
  • Theo kinh nghiệm của tôi, nói “bị các đối thủ Trung Quốc siêu rẻ gây áp lực” là không đúng. Các nhà sản xuất chip đáng tin cậy vẫn rất quan trọng, và chuỗi cung ứng kiểu phương Tây cũng là điểm hấp dẫn với nhà đầu tư
    Dù sao thì lý do Nordic dẫn đầu lĩnh vực này là thư viện firmware của họ thuộc hàng tốt nhất, còn tài liệu và hỗ trợ cũng đỡ tệ hơn so với cùng phân khúc. Phần cứng của họ chưa từng là tinh vi nhất hay rẻ nhất trong phân khúc này
    Ví dụ, trước khi nRF5340 ra mắt, SiLabs vượt xa về mặt kiến trúc, nhưng công cụ phát triển của SiLabs quá tệ nên điều đó chẳng có mấy ý nghĩa

• Nói cho những ai chưa biết, hiện có thể xem Nordic là công ty dẫn đầu trong lĩnh vực Bluetooth SoC nhúng cỡ nhỏ
  Tôi đã viết khá nhiều code cho các chip kiểu này. Nếu Nordic tung ra sản phẩm RISC-V, điều đó sẽ mở đường để RISC-V xuất hiện trong vô số thiết bị nhúng giá rẻ

  • Nói chính xác thì bài blog này xuất hiện sau thông báo gần đây rằng Nordic Semiconductor gia nhập liên minh RISC-V
    Xét theo sản phẩm thực tế, những chip đầu tiên có lõi RISC-V đã được công bố từ tháng 4
    https://news.ycombinator.com/item?id=35540418

• Espressif luôn có cảm giác đi trước một bước
  Chẳng hạn như module được chứng nhận sẵn, chuyển sang RISC-V, cung cấp Rust SDK
  Tôi cũng thích sản phẩm của Nordic ở một số mặt, nhưng chúng ngày càng trở nên rất phức tạp, và sự phức tạp đó chưa chắc đã đi đúng hướng
  Việc Esp32 đưa BLE và Wi-Fi vào một linh kiện duy nhất đặc biệt hấp dẫn. Giờ có thể lập trình bằng Rust để tránh gánh nặng lặt vặt của C, lý do để chọn Nordic ngày càng yếu đi

  • Công bằng mà nói, Espressif trước đây dùng Xtensa, vốn là lựa chọn tệ hơn Arm rất nhiều, nên họ có động lực chuyển đổi lớn hơn nhiều để chuyển sang thứ mà mọi người thực sự có thể muốn

• Đúng kiểu HN điển hình, phần bình luận ở đây thú vị hơn bài viết
  Hơi lạc đề, nhưng tôi nhận ra dạo này mình đang có thiên kiến rất thích những thứ “mở”. Chẳng hạn như mã nguồn mở, LLM mở, sách theo giấy phép Creative Commons; còn với các hệ thống độc quyền khép kín thì tôi bắt đầu không thích hoặc không tin tưởng
  Trước đây tôi có góc nhìn cân bằng hơn. Tôi không phải dân phần cứng, chỉ là một lập trình viên bình thường, nhưng các bài liên quan đến RISC-V lúc nào cũng thú vị

• Nordic gần đây đã thông báo rằng mức tiêu thụ điện của Bluetooth thấp hơn nữa, và AirTags cũng dùng công nghệ này
  Họ cũng đã ra mắt chip Wi-Fi, nhưng nó gần giống một bộ xử lý phụ hơn, nên vẫn cần vi điều khiển và không phải đối thủ trực tiếp của chip ESP. Bluetooth của Espressif vẫn chưa hạ được mức tiêu hao pin xuống mức µA, nên khó so sánh
  Ngược lại, Espressif đang đưa ra P4, đây là vi điều khiển thuần túy không có Wi-Fi hay Bluetooth, nên cần ESP32 để xử lý phụ trợ. Đổi lại, nó có thể làm những việc hiện khó thực hiện dễ dàng trên esp32, như giao tiếp MIPI CSI với nhiều module camera đa dạng hơn
  Gần đây tôi cũng biết rằng khá nhiều sản phẩm IoT Trung Quốc bán trên Amazon, ví dụ các dòng Tuya và Tasmota, đang rời khỏi Espressif để dùng Beken. Cứ tìm OpenBeken trên Google là thấy. Nó trông giống esp8266 hơn, nhưng không có nhiều thông tin
  Có vẻ khả năng RISC-V trở nên thống trị trong mảng IoT là khá lớn

• Có mùi như muốn dùng làm đòn bẩy đàm phán trong lần gia hạn giấy phép ARM tiếp theo

  • Cũng có thể là vậy, nhưng trong thời gian tới có lẽ nhiều công ty sẽ thử làm cả chip ARM lẫn RISC-V để thăm dò phản ứng
    Phần lớn khách hàng đã có sẵn toolchain ARM nên chắc sẽ thích cứ duy trì như vậy hơn
    Nhưng nếu mọi chuyện diễn ra suôn sẻ, tôi nghĩ nó sẽ có ý nghĩa hơn là chỉ marketing đơn thuần. Việc có thể tự kiểm soát kiến trúc tập lệnh và loại bỏ chi phí giấy phép, trong khi vẫn tiếp cận được toolchain tiêu chuẩn của ngành, là quá hấp dẫn
    Nếu chi phí giấy phép được xem là không đáng kể thì ARM đã không được định giá hơn 50 tỷ USD

• Ban đầu không rõ bài này nói về công ty Nordic Semiconductor hay nói về “The Nordic”, tức các nước Bắc Âu

  • Trong nội bộ công ty và quanh Trondheim, mọi người thường gọi công ty đơn giản là “Nordic”, nên có vẻ blog cũng phản ánh điều đó. Tôi cũng làm ở công ty này
    Dù vậy, cá nhân tôi nghĩ viết đầy đủ vẫn tốt hơn. Vì không phải ai cũng có thể độc quyền cách gọi “nordic”
  • Vì Norse, Scandinavian, Norwegian đều là tên hãng hàng không, nên giờ tôi có vẻ đã đủ quen để mặc định rằng những cái tên kiểu này là tên công ty
  • Tôi hiểu ngay Nordic là tên công ty, nhưng không biết Nordic này
    Nordic đầu tiên tôi nghĩ tới là THQ Nordic hiện nay, và tôi nghĩ chắc không phải cái đó. Sau một hồi khá bối rối tôi mới biết đến công ty bán dẫn Nordic này

• Nếu năm nay không phải là năm của AI đại chúng, thì việc RISC-V được chấp nhận có lẽ đã là sự kiện đáng chú ý nhất trong năm
  Hiện nó vẫn còn quá nhỏ nên nếu không theo dõi tin tức thì gần như không thấy, nhưng nếu theo dõi thì sẽ thấy có những việc đang diễn ra có thể tạo tác động lớn trong vài năm tới
  Các doanh nghiệp có thể mắc sai lầm giống như Google đã từng mắc liên quan đến AI

• Đây là điềm báo cho sự trỗi dậy của RISC-V. Cũng như x86 khó cạnh tranh với thiết kế tối ưu điện năng của ARM, tôi nghĩ ARM cũng khó cạnh tranh với kiến trúc tập lệnh đơn giản, gọn gàng và mức tiêu thụ điện của RISC-V. Cuối cùng thì mức tiêu thụ điện sẽ quyết định tất cả
  Một ngày nào đó, nhờ lợi thế thiết kế của RISC-V và sự cạnh tranh giữa nhiều bên muốn giành thị phần, sẽ xuất hiện các triển khai RISC-V cao cấp vượt qua mọi thứ mà x64 và ARM có thể cung cấp. Intel không còn lợi thế về tiến trình nữa, và có vẻ khó có khả năng giành lại được

  • Sự khác biệt giữa kiến trúc tập lệnh “gọn gàng” và kiến trúc tập lệnh “lộn xộn” có thực sự ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện hơn vài phần trăm ở mức một chữ số thấp không?
    Ngoài phần giải mã ở front-end, tôi không rõ khác biệt nằm ở đâu
    Nếu là một kiến trúc tập lệnh có các lệnh hữu ích hơn thì có thể quan trọng vì nó cho phép triển khai tối ưu hóa phần cứng. Nhưng chỉ riêng việc mã hóa lệnh tệ hoặc thiếu nhất quán thì, theo hiểu biết hạn chế của tôi, có vẻ là vấn đề của con người hơn là vấn đề của máy
  • Tôi không hiểu làm sao có thể đi đến kết luận đó. Thế hệ đầu tiên của chip di động AMD trên node tiến trình có thể so sánh với Apple mới vừa ra mắt, và 7840u có hiệu năng đa nhân tương đương M2 Max trong khi dùng ít điện hơn
    Kết luận rút ra ở đây là lợi thế hiệu quả của Apple dường như bắt nguồn từ những thứ nằm ngoài kiến trúc tập lệnh. Theo những gì tôi thấy, mức tiêu thụ điện khi nhàn rỗi rất ấn tượng
  • Bạn có thể chỉ ra yếu tố cụ thể nào trong kiến trúc tập lệnh Arm dành cho CPU nhúng khiến nó kém hiệu quả năng lượng hơn so với đối ứng RISC-V không?
  • Ở cùng mức hiệu năng, RISC-V có thực sự tiết kiệm điện hơn không? Xét mọi thứ thì bản thân kiến trúc tập lệnh có lẽ không ảnh hưởng lớn đến hiệu quả năng lượng đến vậy

• Bảo mật của Nordic ở mức nào? Có cải thiện theo thời gian không?
  https://asset-group.github.io/disclosures/sweyntooth/