Analyse: Derfor åpnes instruksjonssettet til Power-prosessorene

IBM annonserte nylig at Power-instruksjonssettet blir gjort til åpen kildekode (open source).

Det er en beslutning som er interessant av flere årsaker. Til dels følger IBM en trend innenfor brikkeindustrien, der tidligere lukkede og patentbeskyttede design gradvis åpnes opp, og dels vitner det om et mulig skifte i markedet. Beslutningen trekker også tråder til den ulmende handelskrigen mellom USA og Kina.

Spillkonsoller, servere og superdatamaskiner

Power-prosessoren ble introdusert av IBM for nesten 30 år siden, i februar 1990, til RS/6000-maskinene. Året etter etablerte IBM sammen med Apple og Motorola PowerPC-alliansen, som med PowerPC ville utfordre Intel i markedet for datamaskiner til forretnings- og hjemmebruk.

Apple ville bruke PowerPC i sine PowerMacs, og Motorola ville produsere PowerPC-brikker som erstatning for sin suksessrike, men foreldede 68000-prosessor.

PowerPC ble faktisk en suksess, på spillkonsollmarkedet. Den ble brukt i Sonys Playstation 3, Nintendos Wii, Wii U, samt Microsofts Xbox 360. Som prosessor for desktop-PC-er gikk det tregere. Bortsett fra Apples PowerMac var det ikke mye å skrive hjem om.

Motorola skiftet strategi og gikk lenger ned i markedet med brikker til innebygde systemer («embedded»), på samme måte som IBM også begynte å sikte etter det samme markedet med PowerPC 400-serien.

På servermarkedet gikk det bedre for PowerPC-arkitekturen, hvor forskjellige generasjoner med navnene Power2, Power3, og så videre ble brukt i AS/400, pSeries og iSeries, i tillegg til at de ble brukt i lagringsløsninger fra IBM, Bull og Hitachi.

I dag sitter den nyeste generasjon Power9 i magen på superdatamaskiner som Sierra og Summit.

Åpen maskinvare – til en viss grad

Nå gjør IBM altså Power Instruction Set Architecture (ISA) åpen for alle som er interessert i åpen maskinvare.

Som IBM selv formulerer det i forbindelse med annonseringen:

«Vi speeder opp innovasjonen i åpen maskinvare og programvare.»

Det er viktig å merke seg at det er instruksjonssettet som gjøres til open source, ikke selve Power-prosessorens mikroarkitektur (se boks).

Vi gjør også oppmerksom på at virksomheter og andre interesserte i lang tid har kunnet få adgang til Power ISA-spesifikasjonen, vel å merke hvis de betalte en lisensavgift til IBM.

Nå kan alle interesserte få adgang uten å skulle bekymre seg for lisensavgifter og patentrettigheter.

Kommentatorer ser frigivelsen av Power-prosessorens instruksjonssett som IBMs forsøk på å tilkjempe seg plass i flere servere og flere datasentere ved å følge en trend i markedet for åpne spesifikasjoner for maskinvare.

Det er imidlertid uenighet om hvorvidt det kommer til å lykkes, da IBM ikke er den første med en åpen ISA-spesifikasjon.

Åpen maskinvare er en trend

Samme uke som IBM kom med sin annonsering, ble det på en annen konferanse om elektroniske brikker, Hot Chips, snakket en del om en annen arkitektur med et åpent instruksjonssett, nemlig RISC-V-arkitekturen.

RISC-V startet sitt liv i 2010 på Berkeley-universitetet i California og har siden fått oppbakking av Google, Nvidia, Samsung – og IBM.

Ideen om åpen maskinvare som motstykke til åpen kildekode er forlokkende, og som danske Version2 tidligere har rapportert ble de første RISC-V-baserte brikkene klare til å støtte Linux og FreeBSD i 2017.

På Hot Chips-konferansen var det en delegasjon fra RISC-V, og det ble blant annet snakket om hvordan land som India, Israel og Kina, samt det amerikanske militærets forskningsarm DARPA aktivt støtter utviklingen av åpne maskinvarespesifikasjoner.

Hvorfor?

Fordi åpne maskinvarespesifikasjoner gir større muligheter for å ha kontroll over et lands infrastruktur, da det gjør det vanskeligere å implementere bakdører i maskinvaren.

Maskinvarefrihet?

Det er ikke kun nasjonalstater og militære organisasjoner som er interessert i å ha kontroll over maskinvaren. Firmaer som Raptor Computing Systems benytter maskinvaredesign til sine PC-er og servere, som er så åpne som mulig.

«Raptor Computing Systems kan nå tilby virkelig høytytende systemer uten noen som helst kompromisser for brukerfriheten. Ikke ta feil – det her er en milepæl for IT-industrien, som det alltid burde ha vært, og som det kan bli igjen takket være IBMs vilje til åpne systemer og Raptor Computing Systems' løfte om og engasjement i brukerkontroll», lød det fra virksomheten i forbindelse med IBMs annonsering.

Med et slik gjallende frihetsrop er det nødvendig med en realitetssjekk.

For øyeblikket sitter virksomheter som Intel tungt på desktop- og servermarkedet, på samme måte som ARM har mobilmarkedet, og det har ikke skjedd med elektroniske brikker «uten noen som helst kompromisser for brukerfriheten», som Raptor Computing Systems formulerer det.

Det er urealistisk å forestille seg at det endrer seg vesentlig innenfor uoverskuelig fremtid.

Men trenden mot mer åpne maskinvarespesifikasjoner synes å aksellerere.

Utfordring til RISC-V?

Det gjelder blant annet Western Digital som med røtter fra 70-tallet har vært gjennom mange maskinvare-evolusjoner. Nå er Western Digital i gang med å flytte all maskinvare over til en open source-arkitektur.

Etter RISC-Vs suksess har en annen eldre brikkearktitektur, MIPS, som stammer fra 80-tallet, også valgt å åpne opp maskinvarespesifikasjonene. Det skjedde i desember 2018, hvor MIPS Open-initiativet ble lansert.

IBMs utspill kommer altså på et tidspunkt hvor det dukker opp flere åpne spesifikasjoner.

Skal IBMs utspill ses som en direkte utfordring til RISC-V?

Ikke nødvendigvis.

Mens Power-prosessorer i dag er rettet mot servere i den høyere enden av markedet, så har RISC-V hittil primært vært rettet mot mindre «embedded» enheter.

Men det kan endre seg.

Kinesisk interesse for RISC-V

I slutten av juli meldte kinesiske Alibaba at virksomheten hadde laget sine egne RISC-V-baserte brikker hvor det var tilføyd 50 utvidede instruksjoner til det eksisterende instruksjonssettet, blant annet for å forbedre minnetilgang, utnytte flerkjerne-prosessorer, samt flere funksjoner som peker mot bruk i den øvre delen av servermarkedet.

Alibabas arbeid med RISC-V-prosessorer er interessant, ikke minst på grunn av den ulmende handelskrigen mellom USA og Kina.

Som Version2 tidligere har skrevet om, har Huawei hittil i stor stil brukt brikker fra britiske ARM, men det samarbeidet kan bli rammet av handelskrigen.

Ifølge Chinadaily.com.cn forbereder Huawei seg på forskjellige alternativer, blant annet RISC-V-prosessorer.

«Hvis ARMs nye teknologier ikke er tilgjengelige i fremtiden, så kan vi alltid bruke RISC-V, en arkitektur som er åpen for alle virksomheter», uttalte styreformann i Huawei, Xu Zhijun, til Chinadaily nylig.

Hvorvidt IBMs åpning av Power ISA også er interessant for kineserne, skriver Chinadaily ikke noe om, men kanskje Trump på et tidspunkt vil twitre om prosessorers åpne instruksjonssett?

Artikkelen er levert av vår samarbeidspartner Version2.dk, en del av Teknologiens Mediehus.