RISER: RISC-V dla usług chmurowych

Być może zauważyłeś spore zamieszanie wokół RISC-V w wiadomościach technologicznych w ciągu ostatnich kilku lat. Jest ku temu kilka powodów, ale przede wszystkim, czym właściwie jest ten RISC-V?!

RISC-V to otwarta architektura zestawu instrukcji (ISA), która zaczyna zyskiwać na popularności do tego stopnia, że jest obecnie uważana za realną alternatywę dla ARM i x86. Jest szczególnie dobrze dostosowana do zastosowań wymagających niskiego zużycia energii i wysokiej wydajności, takich jak Edge computing, systemy wbudowane i IoT.

Skąd więc to zamieszanie? Cóż, piękno RISC-V polega na tym, że jest to architektura open-source, co oznacza, że może być swobodnie używana i modyfikowana przez każdego. Doprowadziło to do powstania rosnącej społeczności programistów i inżynierów, którzy pracują nad przesuwaniem granic tego, co’ jest możliwe dzięki RISC-V. I nie tylko naukowcy się w to angażują. Wiele z największych marek w branży technologicznej, w tym Apple, Nvidia i Western Digital, ogłosiło plany zbadania możliwości wykorzystania RISC-V w swoich liniach produktów. Kolejnym czynnikiem napędzającym jest rozwój Internetu Rzeczy (IoT). Ponieważ coraz więcej urządzeń łączy się z Internetem, rośnie zapotrzebowanie na energooszczędne, wysokowydajne procesory, które sprostają wymaganiom tych urządzeń. Jednak jego zastosowania są w rzeczywistości znacznie szersze.

Przedstawiamy RISER: RISC-V dla usług chmurowych

CloudSigma z przyjemnością ogłasza swój udział w RISER, nowym projekcie badawczo-innowacyjnym w ramach programu Horizon Europe, finansowanym przez Komisję Europejską. Projekt rozpoczął się w styczniu 2023 roku i będzie kontynuowany przez kolejne 3 lata.

RISER opracuje pierwszą w pełni europejską infrastrukturę serwerów chmurowych RISC-V, znacząco zwiększając politykę handlową Komisji Europejskiej na rzecz otwartej autonomii strategicznej. RISER wykorzysta i zweryfikuje szybkie interfejsy otwartego sprzętu (open hardware) w połączeniu z w pełni funkcjonalnym środowiskiem systemu operacyjnego i systemem uruchomieniowym, umożliwiając integrację komponentów o niskim poborze mocy, w tym układów procesorowych RISC-V z projektów EPI i EUPILOT, w nowatorskiej, energooszczędnej architekturze chmurowej.

Schemat rozmieszczenia procesorów EPI i EUPILOT

Dwie platformy zorientowane na chmurę

W ramach projektu RISER zostaną opracowane dwie następujące platformy zorientowane na chmurę:

1. Platforma akceleratora, która obejmuje układ SoC Arm RHEA z EPI oraz kartę akceleracyjną PCIe, która zostanie opracowana w ramach projektu, i zintegruje do czterech układów opartych na RISC-V z EUPILOT.

Schemat blokowy karty akceleracyjnej PCIe

1. Platforma mikroserwerów, łącząca do dziesięciu płyt mikroserwerowych opracowanych w ramach projektu, z których każda obsługuje do czterech układów RISC-V połączonych z szybką pamięcią masową i sieciową. Wykorzystując hiperkonwergencję, nasza architektura mikroserwerów umożliwia korzystanie z rozproszonej pamięci masowej i operacyjnej przez dowolny procesor w systemie przy niskim narzucie. Projektom płyt systemowych open-source RISER towarzyszyć będzie niskopoziomowe oprogramowanie układowe i systemowe open-source oraz reprezentatywny stos oprogramowania opartego na systemie Linux do obsługi usług chmurowych, co ułatwi wdrożenie i usprawni ścieżkę komercjalizacji wyników projektu.

Przykładowy schemat blokowy płyty mikroserwera

Opracowane zostaną trzy przypadki użycia w celu oceny i zademonstrowania możliwości platform RISER:

• Akceleracja obciążeń obliczeniowych;
• Sieciowa pamięć masowa obiektowa i typu klucz-wartość;
• Konteneryzowane wykonywanie zadań w ramach zarządzanego przez dostawcę środowiska IaaS.

Architektura RISER

Architektura RISER jest podzielona na trzy główne warstwy logiczne i powiązane pakiety robocze, aby dostarczyć w pełni europejski, zintegrowany system programowo-sprzętowy oparty na otwartym oprogramowaniu i otwartych standardach.

• Warstwa platform sprzętowych, która obejmuje infrastrukturę emulacji opartą na układach FPGA, akcelerator PCIe oraz mikroserwer.
• Warstwa oprogramowania systemowego, która obejmuje wymaganą infrastrukturę oprogramowania do uruchamiania i kontrolowania sprzętu, uzyskiwania dostępu do urządzeń peryferyjnych oraz zapewniania środowiska wykonawczego dla aplikacji i usług chmurowych.
• Warstwa przypadków użycia, która obejmuje trzy przypadki użycia, które zostaną wykorzystane do oceny platform RISER. RISER ma bezpośrednią ścieżkę eksploatacji powiązaną ze współczesnymi propozycjami w konkursie, o nazwach “VITAMIN-V”, “AERO” i “OpenCUBE”, i projektując architekturę RISER, będziemy mieć to na uwadze.

Warstwy logiczne architektury RISER

RISER zrzesza 7 partnerów z przemysłu i środowisk akademickich w celu wspólnego opracowania i walidacji projektów open-source dla standaryzowanych platform systemowych o określonym formacie, odpowiednich do obsługi usług chmurowych. 

Koordynator projektu: Manolis Marazakis, Fundacja na rzecz Badań i Technologii – Hellas (FORTH)

Strona internetowa projektu: https://www.riser-project.eu/

Kanał projektu na Twitterze: @RiserProject