RISER: RISC-V для облачных сервисов

Возможно, за последние несколько лет вы заметили немало шумихи вокруг RISC-V в технологических новостях. Для этого есть несколько причин, но прежде всего, что вообще представляет собой этот RISC-V?!

RISC-V — это архитектура набора команд (ISA) с открытым стандартом, которая начинает набирать популярность до такой степени, что теперь считается жизнеспособной альтернативой ARM и x86. Она особенно подходит для приложений, требующих низкого энергопотребления и высокой производительности, таких как граничные вычисления (Edge computing), встроенные системы и IoT.

Так почему же возникла эта шумиха? Дело в том, что прелесть RISC-V заключается в том, что это архитектура с открытым исходным кодом, то есть ее может свободно использовать и модифицировать любой желающий. Это привело к росту сообщества разработчиков и инженеров, которые работают над расширением границ возможного с RISC-V. И в этом участвуют не только ученые. Многие из крупнейших технологических компаний, включая Apple, Nvidia и Western Digital, объявили о планах изучить возможность использования RISC-V в своих линейках продуктов. Еще одним движущим фактором является рост Интернета вещей (IoT). По мере того как все больше и больше устройств подключаются к Интернету, растет потребность в энергоэффективных и высокопроизводительных процессорах, способных справляться с требованиями этих устройств. Однако сфера ее применения на самом деле гораздо шире.

Представляем RISER: RISC-V для облачных сервисов

Компания CloudSigma рада сообщить о своем участии в RISER — новом научно-исследовательском и инновационном проекте в рамках программы Horizon Europe, финансируемом Европейской комиссией. Проект стартовал в январе 2023 года и продлится следующие 3 года.

RISER разработает первую полностью европейскую инфраструктуру облачных серверов на базе RISC-V, что значительно укрепит торговую политику Европейской комиссии в отношении открытой стратегической автономии. RISER будет использовать и тестировать высокоскоростные интерфейсы открытого аппаратного обеспечения в сочетании с полнофункциональной операционной системой и средой выполнения, что позволит интегрировать энергоэффективные компоненты, включая процессорные чипы RISC-V из проектов EPI и EUPILOT, в новой энергоэффективной облачной архитектуре.

Компоновка процессоров EPI и EUPILOT

Две платформы, ориентированные на облачные вычисления

В рамках проекта RISER будут разработаны следующие две платформы, ориентированные на облачные вычисления:

1. Платформа ускорителя, которая включает в себя систему на кристалле (SoC) Arm RHEA от EPI и плату ускорения PCIe, разрабатываемую в рамках проекта, и будет интегрировать до четырех чипов на базе RISC-V от EUPILOT.

Блок-схема платы ускорения PCIe

1. Микросерверная платформа, объединяющая до десяти микросерверных плат, разработанных в рамках проекта, каждая из которых поддерживает до четырех чипов RISC-V в сочетании с высокоскоростным хранилищем и сетевым интерфейсом. Благодаря гиперконвергенции наша микросерверная архитектура позволяет использовать распределенное хранилище и память любым процессором в системе с минимальными накладными расходами. Проекты системных плат RISER с открытым исходным кодом будут сопровождаться низкоуровневым встроенным ПО и системным софтом с открытым исходным кодом, а также репрезентативным стеком ПО на базе Linux для поддержки облачных сервисов, что облегчит внедрение и ускорит коммерциализацию результатов проекта.

Примерная блок-схема микросерверной платы

Будут разработаны три сценария использования для оценки и демонстрации возможностей платформ RISER:

• Ускорение вычислительных нагрузок;
• Сетевое объектное хранилище и хранилище типа «ключ-значение»;
• Контейнеризированное выполнение в рамках управляемой провайдером среды IaaS.

Архитектура RISER

Архитектура RISER разделена на три основных логических уровня и соответствующие рабочие пакеты (Work Packages) для создания полностью европейской интегрированной программно-аппаратной системы на основе открытого исходного кода и открытых стандартов.

• Уровень аппаратных платформ, который включает инфраструктуру эмуляции на базе FPGA, ускоритель PCIe и микросервер.
• Уровень системного программного обеспечения, который включает необходимую программную инфраструктуру для загрузки и управления оборудованием, доступа к периферийным устройствам и обеспечения среды выполнения для облачных приложений и сервисов.
• Уровень вариантов использования, который включает три сценария использования, которые будут применяться для оценки платформ RISER. RISER имеет прямой путь внедрения результатов в современные предложения в рамках конкурса, а именно “VITAMIN-V”, “AERO” и “OpenCUBE”, и мы будем проектировать архитектуру RISER с учетом этого.

Логические уровни архитектуры RISER

RISER объединяет 7 партнеров из промышленности и академических кругов для совместной разработки и валидации проектов с открытым исходным кодом для системных платформ стандартизированного форм-фактора, подходящих для поддержки облачных сервисов. 

Координатор проекта: Манолис Маразакис, Фонд исследований и технологий – Эллада (FORTH)

Сайт проекта: https://www.riser-project.eu/

Twitter-канал проекта: @RiserProject