Nordic beteiligt sich an RISC-V

• Nordic will durch die Beteiligung am RISC-V-Konsortium nicht Arm ersetzen, sondern die Designoptionen für drahtlose IoT-Produkte erweitern
• Arm ist seit dem nRF51 Series SoC von 2012 die zentrale Architektur für die drahtlosen Konnektivitätsprodukte von Nordic, und diese Entscheidung steht nicht im Widerspruch zu dieser Beziehung
• RISC-V ist eine vor rund zehn Jahren an der UC Berkeley entwickelte Open-Source-Chiparchitektur, die in Mobil- und IoT-Bereichen mit hohem Fokus auf Stromverbrauch eine ergänzende Alternative sein kann
• Bestimmte Anwendungen können durch einen reduzierten Befehlssatz auf extrem niedrigen Stromverbrauch zielen; das ähnelt dem Ansatz, proprietäre 2,4-GHz-Funkprotokolle für Ultra-Low-Power-Einsatz zu verschlanken
• Bei einfachen Embedded-Chips für Sensoren und Edge-Anwendungen wie lokalem Machine Learning kann ein Arm-Kern zu viel des Guten sein, sodass RISC-V eine praktische zusätzliche Option bietet

---

Beteiligung an RISC-V und die Beziehung zu Arm

• Nordic beteiligt sich an einem Konsortium von Halbleiterunternehmen, das die Einführung der Open-Source-Chiparchitektur RISC-V vorantreibt
• Die Entscheidung wirft Fragen dazu auf, wie sie sich zur langjährigen Arm-basierten Produktstrategie von Nordic verhält
• Arm ist eine kommerzielle, nicht Open-Source-Chiparchitektur, und Nordic setzt seit der Einführung des nRF51 Series SoC im Jahr 2012 in seinen Halbleiterprodukten für drahtlose Konnektivität auf Arm
• Die nRF51 Series war ein wichtiges Produkt im Bluetooth-LE-Markt und ein innovatives Beispiel dafür, einen leistungsfähigen Onboard-Arm-Prozessor in einen Bluetooth-Chip zu integrieren

Kein Ersatz, der Arm verdrängt, sondern eine Ergänzung

• RISC-V wurde vor rund zehn Jahren an der amerikanischen UC Berkeley entwickelt
• Oberflächlich kann die Technologie wie ein Konkurrent zu Arm wirken, doch Nordic sieht darin keine reine Ersatzbeziehung
• Wie bei drahtlosen IoT-Konnektivitätsstandards kann keine einzelne Technologie alle Anwendungsprobleme lösen
  • Bluetooth LE, Thread und cellular IoT haben jeweils unterschiedliche Stärken und erfüllen nicht alle Anforderungen zugleich
• In diesem Zusammenhang ist RISC-V weniger eine Bedrohung für Arm als vielmehr eine ergänzende Alternative
• Das ist besonders relevant in Mobile- und IoT-Anwendungen, in denen Arm traditionell stark war und der Stromverbrauch im Mittelpunkt steht

Reduzierter Befehlssatz für Ultra-Low-Power-Optimierung

• Im Kern geht es bei RISC-V darum, auf Basis einer Open-Source-Chiparchitektur die Entwicklung fortschrittlicher, maßgeschneiderter Hardware zu ermöglichen
• Bei bestimmten, stark spezialisierten Anwendungen lässt sich der Befehlssatz verkleinern, um extrem niedrigen Stromverbrauch zu erreichen
• Das ähnelt dem Ansatz, proprietäre 2,4-GHz-Funkprotokolle gezielt auf Ultra-Low-Power-Betrieb zuzuschneiden
  • Mit einem standardbasierten Protokoll wie Bluetooth Low Energy ist ein derart extremes Maß an Optimierung aus dieser Sicht schwer zu erreichen
• RISC-V selbst ist keine proprietäre Technologie, doch in einer vom Entwickler kontrollierten Struktur lässt sich jeder Teil des Codes stärker an die Anforderungen der Anwendung anpassen

Edge-Sensoren und lokales Machine Learning

• Die Fähigkeit, Ultra-Low-Power-Befehlssätze zu entwickeln, kann besonders am Edge nützlich sein
• Ein Beispiel sind einfache Embedded-Chips für Sensoren, die ein wenig Rechenleistung für lokales Machine Learning benötigen
• In solchen Anwendungen kann ein Arm-Kern eine überdimensionierte Wahl sein
• Allerdings muss der betreffende Sensor möglicherweise mit einem Nordic-Gerät auf Basis eines Arm-Kerns kommunizieren und zusammenarbeiten

Kundenauswahl und Auswirkungen auf die IoT-Entwicklung

• RISC-V bietet zusätzlichen Spielraum zur Senkung des Stromverbrauchs für Anwendungen, die bestimmte Trade-offs in Kauf nehmen können, wenn sie keine Arm-basierten Kerne verwenden
• Das könnte die Einstiegshürden für die Entwicklung von IoT-Anwendungen senken und die Wettbewerbsbedingungen ausgeglichener machen
• Nordic geht davon aus, dass diese Veränderungen größere Innovationen im IoT-Markt fördern können
• RISC-V steht nicht im Widerspruch zu den Arm-Kernen, die Nordic seit Langem in drahtlosen IoT-Konnektivitätsgeräten einsetzt
• Für einfache Anwendungen, bei denen Ultra-Low-Power entscheidend ist, erweitern sich die Designoptionen für Nordic-Kunden

[GN⁺]

Hacker-News-Meinungen

• Nordic ist zwar ein Massenanbieter von Bluetooth-Chips für Endverbrauchergeräte, steht aber stark unter Druck durch eine Welle extrem günstiger chinesischer Wettbewerber.
  Unter den westlichen Chipfirmen wirkt Nordic wie der Kandidat, für den die Einführung von RISC-V am besten passt. Ich bin auch sehr gespannt, welche Pläne TI für RISC-V hat, nachdem das Unternehmen erstmals ernsthaft in den Markt für günstige Allzweck-Mikrocontroller einsteigt.

  • Die Formulierung „steht stark unter Druck durch eine Welle extrem günstiger chinesischer Wettbewerber“ wirkt wie eine seltsame Art, „hält trotz chinesischer Konkurrenz einen stabilen Marktanteil“ zu schreiben.
    Bei neuen Designs wird IoT-Sicherheit künftig ein immer wichtigerer Faktor. Die EU nimmt Sicherheitsprobleme bei IoT-Geräten ziemlich ernst, und auch Nordics neue Produkte legen sehr großen Wert auf Sicherheit.
    Es ist schwer vorstellbar, dass große Hersteller, nur um ein paar Cent zu sparen, ein billiges chinesisches Design mit einem wenig geprüften RISC-V-Core und einem stromhungrigen Bluetooth-Funkteil wählen und damit riskieren, zum Ziel der ersten großen IoT-Katastrophe zu werden.
    Auf ARM TrustZone gibt es im RISC-V-Ökosystem noch keine klar standardisierte Antwort; das dürfte ein Grund sein, warum ARM in den nächsten Jahren seine Rolle als zentraler Anwendungsprozessor für hochwertige BT/Thread-Chips behalten wird.
  • Wenn sich die Lage nicht kürzlich geändert hat, ist Nordic weiterhin stark bei Low-Power-Anwendungen.
    Ich habe allerdings sowohl das Nordic NRF SDK als auch das Espressif SDK verwendet und persönlich fand ich Espressif deutlich besser.
    Für kleine Geräte zu Hause sind esp32 und esp8266 großartig. Die Module sind günstig und die Community ist groß. Ich möchte gerade nicht in Nordics Lage sein.
  • Soll Bluetooth etwa noch schlechter werden? Meines Wissens gehören Nordics Hardware und Software zu den wenigen hochwertigen Bluetooth-Stacks.
  • Nordic hat hervorragende Dokumentation, und auch die Register-Level-API ist auf vergleichsweise hohem Niveau abstrahiert.
    Die meisten Chips sind für batteriebetriebene Geräte gedacht und passen gut in die Nische, in der solide Rechen- und I/O-Fähigkeiten mit Funk kombiniert werden. Wenn ich so etwas bauen würde, wäre das meine erste Wahl.
    Ich wünschte, sie würden bei der Herstellung integrierter Module weniger von Drittanbietern abhängen. Statt auf Websites von Drittanbietern zu suchen, würde ich gern direkt ein „nRF-53-Modul mit Antenne“ kaufen können.
    Was den Wettbewerb mit China angeht: Das Fehlen von Chips mit Wi-Fi-Unterstützung in Nordics Line-up ist eine auffällige Lücke. Ich würde mir wünschen, dass Espressif einen Konkurrenten bekommt.
  • Meiner Erfahrung nach stimmt die Aussage, sie stünden „unter Druck durch extrem günstige chinesische Wettbewerber“, nicht. Zuverlässige Chiphersteller sind weiterhin wichtig, und eine westlich geprägte Lieferkette ist auch für Investoren ein Pluspunkt.
    Nordic führt diesen Bereich jedenfalls an, weil seine Firmware-Bibliotheken erstklassig sind und Dokumentation sowie Support in ihrer Klasse noch am wenigsten schlecht sind. Die Hardware war in diesem Segment nie die ausgefeilteste oder günstigste.
    Vor dem nRF5340 etwa war SiLabs architektonisch deutlich voraus, aber weil die Entwicklungstools von SiLabs ein Chaos waren, spielte das kaum eine Rolle.

• Für alle, die es nicht wissen: Nordic kann man derzeit als führend bei kleinen eingebetteten Bluetooth-SoCs betrachten.
  Ich habe viel Code für solche Chips geschrieben. Wenn Nordic ein RISC-V-Produkt herausbringt, öffnet das RISC-V den Weg in unzählige günstige Embedded-Geräte.

  • Genau genommen erschien dieser Blogbeitrag nach der jüngsten Ankündigung, dass Nordic Semiconductor dem RISC-V-Konsortium beitritt.
    Bezogen auf echte Produkte wurden die ersten Chips mit RISC-V-Core bereits im April angekündigt.
    https://news.ycombinator.com/item?id=35540418

• Espressif wirkt immer einen Schritt voraus.
  Das gilt für vorab zertifizierte Module, den Wechsel zu RISC-V, ein Rust SDK und Ähnliches.
  Nordic-Produkte gefallen mir in mancher Hinsicht auch, werden aber zunehmend sehr komplex, und diese Komplexität geht nicht unbedingt in die richtige Richtung.
  Besonders attraktiv ist, dass der Esp32 BLE und Wi-Fi in einem einzigen Bauteil vereint. Da man ihn nun mit Rust programmieren und sich den ganzen Ballast von C sparen kann, gibt es immer weniger Gründe, Nordic zu wählen.

  • Fairerweise muss man sagen, dass Espressif zuvor Xtensa verwendet hat, was eine deutlich schlechtere Wahl als Arm war; daher war der Anreiz zum Wechsel zu etwas, das Menschen tatsächlich wollen, viel größer.

• Ganz typisch HN: Die Kommentare hier sind interessanter als der Artikel.
  Etwas off-topic, aber mir ist klar geworden, dass ich inzwischen eine starke Vorliebe für „Offenes“ entwickelt habe: Open Source, offene LLMs, Bücher unter Creative-Commons-Lizenz und Ähnliches. Gegenüber geschlossenen proprietären Systemen empfinde ich Abneigung oder Misstrauen.
  Früher hatte ich eine ausgewogenere Sicht. Ich bin kein Hardware-Mensch, nur ein normaler Programmierer, aber Beiträge zu RISC-V finde ich immer interessant.

• Nordic hat kürzlich gemeldet, dass der Stromverbrauch bei Bluetooth weiter gesunken ist, und AirTags nutzen das ebenfalls.
  Sie haben auch einen Wi-Fi-Chip herausgebracht, der aber eher ein Co-Prozessor ist; man braucht weiterhin einen Mikrocontroller, daher ist er kein direkter Konkurrent zu ESP-Chips. Espressifs Bluetooth kommt beim Batterieverbrauch noch nicht bis in den µA-Bereich herunter, daher ist der Vergleich schwierig.
  Umgekehrt bringt Espressif den P4 heraus, einen reinen Mikrocontroller ohne Wi-Fi oder Bluetooth, der für die Nebenverarbeitung einen ESP32 benötigt. Dafür kann er Dinge wie ein MIPI-CSI-Interface zu einer größeren Vielfalt von Kameramodulen übernehmen, was mit aktuellen esp32 eher schwierig ist.
  Ich habe auch erfahren, dass viele chinesische IoT-Produkte, die zuletzt auf Amazon verkauft werden, etwa aus den Tuya- und Tasmota-Reihen, von Espressif weggehen und Beken verwenden. Sucht bei Google nach OpenBeken. Es wirkt eher dem esp8266 ähnlich, aber es gab nicht viele Informationen dazu.
  Es sieht sehr wahrscheinlich aus, dass RISC-V im IoT-Bereich dominant wird.

• Es riecht danach, dass sie es beim nächsten Verlängern der ARM-Lizenz als Verhandlungshebel nutzen wollen

  • Kann sein, aber ich denke, vorerst werden mehrere Anbieter sowohl ARM- als auch RISC-V-Chips bauen und die Reaktion testen
    Die meisten Kunden haben bereits ARM-Toolchains und werden es wohl vorziehen, einfach dabei zu bleiben
    Wenn es aber gut läuft, hat es meiner Ansicht nach mehr Bedeutung als bloßes Marketing. Die Befehlssatzarchitektur direkt zu kontrollieren und Lizenzkosten zu vermeiden, während man zugleich Zugang zu Toolchains nach Branchenstandard hat, ist extrem attraktiv
    Wenn Lizenzkosten als unerheblich gegolten hätten, wäre ARM wohl kaum mit über 50 Milliarden Dollar bewertet worden

• Anfangs war nicht klar, ob es in diesem Artikel um das Unternehmen Nordic Semiconductor geht oder um „The Nordic“ im Sinne der nordischen Länder

  • Innerhalb des Unternehmens und rund um Trondheim ist es üblich, die Firma einfach „Nordic“ zu nennen, und das scheint sich auch im Blog widerzuspiegeln. Ich arbeite selbst dort
    Trotzdem finde ich persönlich, dass die ausgeschriebene Form besser ist. Schließlich kann nicht jeder den Ausdruck „nordic“ für sich beanspruchen
  • Da Norse, Scandinavian und Norwegian alle Namen von Fluggesellschaften sind, bin ich inzwischen wohl ausreichend daran gewöhnt, bei solchen Namen von einem Unternehmen auszugehen
  • Ich habe Nordic sofort als Firmennamen verstanden, kannte dieses Nordic aber nicht
    Das erste Nordic, das mir einfiel, war das heutige THQ Nordic, und ich dachte, das könne es nicht sein. Erst nach einiger Verwirrung habe ich von dieser Halbleiterfirma Nordic erfahren

• Wenn dieses Jahr nicht das Jahr der Mainstream-KI gewesen wäre, wäre die Einführung von RISC-V vermutlich die bemerkenswerteste Tatsache des Jahres gewesen
  Noch ist es so klein, dass man es kaum bemerkt, wenn man die Nachrichten nicht verfolgt, aber wenn man es verfolgt, sieht man, dass hier etwas im Gange ist, das in ein paar Jahren große Wirkung entfalten könnte
  Unternehmen könnten im Zusammenhang mit KI denselben Fehler machen wie Google

• Das ist ein Vorzeichen für den Aufstieg von RISC-V. So wie x86 nur schwer mit den auf Energieeffizienz optimierten Designs von ARM konkurrieren kann, dürfte ARM meiner Ansicht nach nur schwer mit der einfachen, sauberen Befehlssatzarchitektur und dem Stromverbrauch von RISC-V konkurrieren können. Am Ende entscheidet der Stromverbrauch über alles
  Irgendwann wird es dank der Designvorteile von RISC-V und des Wettbewerbs vieler Akteure um Marktanteile eine hochwertige RISC-V-Implementierung geben, die alles übertrifft, was x64 und ARM bieten können. Intel hat keinen Prozessvorteil mehr, und es sieht unwahrscheinlich aus, dass sie ihn zurückgewinnen

  • Beeinflusst der Unterschied zwischen einer „sauberen“ und einer „schmutzigen“ Befehlssatzarchitektur den Stromverbrauch in der Praxis um mehr als niedrige einstellige Prozentwerte?
    Abgesehen vom Frontend-Decoding sehe ich nicht recht, wo der Unterschied liegen soll
    Eine Befehlssatzarchitektur mit nützlicheren Befehlen kann wichtig sein, weil sie Hardware-Optimierungen ermöglicht. Aber wenn nur das Instruction-Encoding schlecht oder inkonsistent ist, wirkt das nach meinem begrenzten Verständnis eher wie ein Problem für Menschen als für die Maschine
  • Ich weiß nicht, wie man zu diesem Schluss kommt. Die erste Generation von AMD-Mobilchips auf einem mit Apple vergleichbaren Prozessknoten ist gerade erst erschienen, und der 7840u liegt bei der Multi-Core-Leistung etwa auf dem Niveau des M2 Max, verbraucht dabei aber weniger Strom
    Die Schlussfolgerung, die man daraus ziehen sollte, ist eher, dass Apples Effizienzvorteil wohl außerhalb der Befehlssatzarchitektur verwurzelt ist. Soweit ich gesehen habe, ist der Stromverbrauch im Leerlauf sehr beeindruckend
  • Kannst du konkrete Punkte in der Arm-Befehlssatzarchitektur für Embedded-CPUs nennen, die sie gegenüber ihrem RISC-V-Pendant weniger energieeffizient machen?
  • Ist RISC-V bei gleichem Leistungsniveau wirklich energieeffizienter? Alles in allem dürfte die Befehlssatzarchitektur selbst keinen so großen Einfluss auf die Energieeffizienz haben

• Wie steht es um die Sicherheit von Nordic? Hat sie sich im Lauf der Zeit verbessert?
  https://asset-group.github.io/disclosures/sweyntooth/