ஐஐடி மெட்ராஸின் SHAKTI திறந்த செயலி இந்தியாவின் SCL ஆலையில் மூன்று சிப்களை உருவாக்கியுள்ளது; 2018இன் RIMO முதல் 2025இல் இஸ்ரோவுடன் பூட் செய்யப்பட்ட IRIS விண்வெளிக் கட்டுப்படுத்தி வரை

2025 பிப்ரவரி 11 அன்று, விண்வெளி அமைப்புகளுக்கான 64-பிட் கட்டுப்படுத்தி சிப்பான IRIS வடிவமைக்கப்பட்டு, தயாரிக்கப்பட்டு, பேக்கேஜ் செய்யப்பட்டு, பலகையில் பொருத்தப்பட்டு, பூட் செய்யப்பட்டதாக ஐஐடி மெட்ராஸும் இஸ்ரோவும் அறிவித்தன. இவை அனைத்தும் இந்தியாவுக்குள்ளேயே நடந்தன என்று ஐஐடி மெட்ராஸ் கூறுகிறது. இந்தச் சிப், ஐஐடி மெட்ராஸின் திறந்த செயலி வடிவமைப்புக் குடும்பமான SHAKTI மீது கட்டப்பட்டது. சண்டிகரில் உள்ள செமி-கண்டக்டர் லேபரேட்டரியில் (SCL) தயாரான மூன்றாவது SHAKTI சிப் இது என்று, நிறுவனத்தின் இயக்குநரும் SHAKTI திட்டத்தின் தலைவருமான பேராசிரியர் வி. காமகோடி கூறினார். அதற்கு முன் 2018இல் RIMO, 2020இல் MOUSHIK தயாராயின.

SHAKTI என்பது யார் வேண்டுமானாலும் படிக்கவும் நகலெடுக்கவும் மாற்றவும் கூடிய செயலி வடிவமைப்புகளின் தொகுப்பு. அவற்றிலிருந்து பல சிப்கள் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளன. இந்தக் குடும்பம் என்ன, எந்தெந்த சிப்கள் உள்ளன, SCL-ஆல் எதைத் தயாரிக்க முடியும், IRIS-இல் இஸ்ரோ எதைக் கேட்டது, இந்தக் கோர்களைச் சுற்றி எந்தத் திட்டமும் நிறுவனங்களும் வளர்ந்துள்ளன என்பதை ஆதாரங்கள் காட்டுகின்றன.

யார் வேண்டுமானாலும் படிக்கக்கூடிய செயலி வடிவமைப்பு

ஒவ்வொரு செயலியும் ஓர் அறிவுறுத்தல் தொகுப்புக் கட்டமைப்பைப் (instruction set architecture) பின்பற்றுகிறது. அது அந்தச் செயலி புரிந்துகொள்ளும் செயல்களின் பட்டியல். SHAKTI திட்டத்தின் உந்துதல் பக்கம், முன்னணியில் உள்ள தொகுப்புகள் உரிமம் பெற வேண்டியவை என்று கூறுகிறது: இன்டெல் தனது தொகுப்பைச் சிலருக்கு மட்டுமே உரிமம் தருகிறது, Arm உரிமக் கட்டணமும் ராயல்டியும் வசூலிக்கிறது, சில உரிமங்கள் 1 முதல் 10 மில்லியன் அமெரிக்க டாலர் வரை ஆகின்றன. கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம், பெர்க்லியின் ஆராய்ச்சித் திட்டத்திலிருந்து வளர்ந்த RISC-V ஒரு திறந்த தரநிலை; அதன் அங்கீகரிக்கப்பட்ட விவரக்குறிப்புகள் ராயல்டி இல்லாதவை என்று RISC-V இன்டர்நேஷனல் கூறுகிறது. SHAKTI கோர்கள் அதைச் செயல்படுத்துகின்றன. SHAKTI கூறுகளின் மூலக் குறியீடு மூன்று உட்பிரிவு BSD உரிமத்தின் கீழ் திறந்திருக்கிறது என்று திட்டத்தின் முகப்புப் பக்கம் கூறுகிறது. அதன்படி, குழுவுக்குத் தெரிவிக்காமலே யார் வேண்டுமானாலும் வடிவமைப்பை மாற்றலாம் என்று காமகோடி 2019 நேர்காணலில் கூறினார். வடிவமைப்புகள் Bluespec SystemVerilog என்ற வன்பொருள் விவரிப்பு மொழியில் எழுதப்பட்டவை என்றும் அவர் சேர்த்தார்.

அதே நேர்காணலில் தாம் இதைத் தொடங்கியதற்கான காரணத்தையும் காமகோடி சொன்னார். வெளிநாட்டிலிருந்து வாங்கும் செயலி ஒரு கருப்புப் பெட்டி என்றார் அவர்: அது வேண்டியதைச் செய்கிறது என்பதை வாங்குபவர் உறுதிசெய்ய முடியும், ஆனால் வேறு எதையும் செய்யவில்லை என்பதை ஒருபோதும் உறுதிசெய்ய முடியாது; எனவே ஒவ்வொரு நாட்டுக்கும் சொந்தச் செயலி இருக்க வேண்டும். குழு முதலில் பார்த்த திறந்த செயலியான IBM-இன் POWER என்பதிலிருந்தே இந்தப் பெயர் வந்தது. சம்ஸ்கிருதத்தில் power என்பது shakti என்றார் அவர். OpenPOWER தாங்கள் எதிர்பார்த்த அளவுக்குத் திறந்ததாக இல்லை என்று குழு கண்டு, RISC-V பக்கம் நகர்ந்தது. ஐஐடி மெட்ராஸை RISC-V அமைப்பின் ஆரம்பகால நிறுவன உறுப்பினர்களில் ஒன்று என்று அவர் விவரிக்கிறார்.

தொடக்க ஆண்டுக்கு ஆதாரங்கள் மூன்று ஆண்டுகளைத் தருகின்றன. திட்டம் 2012இல் தொடங்கியதாகக் காமகோடி குறிப்பிடுகிறார். குழு அறிவுறுத்தல் தொகுப்புகளை ஆராய்ந்தபோது RISC-V-ஐ ஏற்குமாறு பெர்க்லி அணுகிய 2013ஆம் ஆண்டில் SHAKTI பிறந்தது என்று திட்டத்தின் சொந்த ஸ்லைடுகள் கூறுகின்றன. திட்டத்தின் இணையதளம், அது 2014இல் ஓர் கல்வி முயற்சியாகத் தொடங்கியது என்கிறது. மின்னணு மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகத்தின் (MeitY) நிதி 2018 என்று ஸ்லைடுகளில் குறிக்கப்பட்டுள்ளது; அப்போதுதான் இந்திய நுண்செயலி மேம்பாட்டுத் திட்டம் தொடங்கியது. தமது குழுவுக்கு MeitY-யிடமிருந்து சுமார் ரூ 11 கோடி மானியம் கிடைத்ததாகவும், முன்னாள் மாணவர் ஒருவர் C-DISHA என்று அவர் குறிப்பிட்ட மையத்துக்குச் சுமார் ஒரு மில்லியன் அமெரிக்க டாலர் நிதியளித்ததாகவும் காமகோடி 2019இல் கூறினார். ஐஐடி மெட்ராஸின் 2025 வெளியீடு, இந்தத் திட்டத்தை பிரதாப் சுப்பிரமணியம் டிஜிட்டல் நுண்ணறிவு மற்றும் பாதுகாப்பான வன்பொருள் கட்டமைப்பு மையத்தில் (Prathap Subrahmanyam Centre for Digital Intelligence and Secure Hardware Architecture) வைக்கிறது.

மூன்று வகுப்பு கோர்கள்

செயலிகள் பக்கம் இந்தக் குடும்பத்தை அளவுக்கேற்ப வகுத்துக் காட்டுகிறது. E வகுப்பு, மூன்று நிலைகள் கொண்ட, வரிசைப்படி இயங்கும் உள்ளமை கோர்; ஸ்மார்ட் கார்டுகள், மோட்டார் கட்டுப்பாடுகள், ரோபோக்கள் போன்ற குறைந்த மின்சாரப் பணிகளுக்கானது. C வகுப்பு, ஐந்து நிலைகள் கொண்ட, வரிசைப்படி இயங்கும், நினைவக மேலாண்மையுடன் லினக்ஸை இயக்கக்கூடிய கட்டுப்படுத்தி கோர்; 0.5 முதல் 1.5 GHz கடிகார வரம்பை இலக்காகக் கொண்டது. I வகுப்பு, வரிசை தவறி இயக்கமும் பல இழைகளும் சேர்க்கிறது; இலக்கு 1.5 முதல் 2.5 GHz. பல கோர் மற்றும் சர்வர் சார்ந்த வகுப்புகள், குறியிடப்பட்ட நினைவகம் மற்றும் பிழை தாங்கும் திறனுக்கான இரண்டு சோதனை வகுப்புகள் ஆகியவை அதே பக்கத்தில் திட்டங்களாகவோ ஆராய்ச்சியாகவோ விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

சிப்கள்: ஓரகனிலிருந்து சண்டிகர் வரை

2018இல் SCL-இல் தயாரான சிப்களை, முழுவதும் இந்தியாவில் வடிவமைக்கப்பட்டுத் தயாரிக்கப்பட்ட முதல் RISC-V நுண்செயலி என்று ஐஐடி மெட்ராஸ் விவரித்ததாக IANS செய்தி வெளியிட்டது. திட்டத்தை 2019இல் காமகோடி விவரித்தார்: ஐஐடி மெட்ராஸின் RISE ஆய்வகத்தில் வடிவமைப்பு, SCL-இல் தயாரிப்பு, நிறுவனத்திலேயே கட்டிய மதர்போர்டில் சரிபார்ப்பு. இன்டெல் சிப், SCL சிப் ஆகிய இரண்டும் ஏறக்குறைய ஆறு மாத இடைவெளிக்குள் தயாரிக்கப்பட்டன என்றும் அவர் சேர்த்தார்.

வேகத்தின் உச்சவரம்பை தயாரிப்புச் செயல்முறையே தீர்மானிக்கிறது. SCL இயக்கும் 180 nm செயல்முறை 100 MHz வரை தரலாம் என்றும், ஆலை சிறு சேர்க்கைகள் செய்தால் 150 முதல் 200 MHz வரை தரக்கூடும் என்றும் காமகோடி 2019இல் கூறினார். பல பயன்பாடுகளுக்கு 200 MHz-க்குக் கீழுள்ள செயலிகளே தேவை என்று 2018 அறிவிப்பு பற்றிய IANS செய்தி குறிப்பிட்டது.

SCL என்றால் என்ன

செமி-கண்டக்டர் லேபரேட்டரி தன்னை MeitY-யின் கீழ் உள்ள தன்னாட்சி அமைப்பு என்றும், வடிவமைப்பு, தயாரிப்பு, பேக்கேஜிங், சோதனை, நம்பகத்தன்மை உறுதிப்பாடு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய நாட்டின் ஒரே ஒருங்கிணைந்த சாதன உற்பத்தி வசதி என்றும் விவரிக்கிறது. இது முன்பு அரசு நிறுவனமான செமிகண்டக்டர் காம்ப்ளக்ஸ் லிமிடெட்; 2006 செப்டம்பர் 1 அன்று விண்வெளித் துறையின் கீழ் ஆய்வகமாக மாற்றப்பட்டது. 2022 பிப்ரவரி 7 அறிவிக்கையின்படி அதன் நிர்வாகக் கட்டுப்பாடு விண்வெளித் துறையிலிருந்து MeitY-க்கு மாறியது. 2018 IANS செய்தி SCL-ஐ இஸ்ரோவுக்குச் சொந்தமானது என்று விவரிக்கிறது; அது விண்வெளித் துறையின் கீழ் இருந்த ஆண்டுகளுடன் பொருந்துகிறது.

180 nm CMOS முனையில் JEDEC தரத்துக்குத் தகுதி பெற்ற 8 அங்குல வேஃபர் வரிசை தன்னிடம் இருப்பதாகவும், அதில் 1.8 V, 1.8/3.3 V அல்லது 1.8/5 V மின்னழுத்த வாய்ப்புகளும் நான்கு முதல் ஆறு அலுமினிய உலோக அடுக்குகளும் உண்டு என்றும், நுண்-மின்னியந்திர சாதனங்களுக்கு 6 அங்குல வரிசை ஒன்றும் உண்டு என்றும் SCL கூறுகிறது. SCL சண்டிகரில் இருப்பதாக ஐஐடி மெட்ராஸின் வெளியீடுகளும், மொஹாலியில் இருப்பதாக ஒரு PIB வெளியீடும் குறிப்பிடுகின்றன. இந்திய செமிகண்டக்டர் இயக்கத்தின் கீழ் அங்கீகரிக்கப்பட்ட வணிக சிப் ஆலைகள் தனியான திட்டம்; அவை செமிகண்டக்டர் ஃபேப் பந்தய கட்டுரையில் இடம்பெற்றுள்ளன.

IRIS: இஸ்ரோவில் உருவான கட்டுப்படுத்தி

IRIS என்பது Indigenous RISC-V Controller for Space Applications என்பதன் சுருக்கம். இதன் எண்ணம், திருவனந்தபுரத்தில் உள்ள இஸ்ரோவின் இனர்ஷியல் சிஸ்டம்ஸ் யூனிட்டிலிருந்து (IISU) வந்தது என்று ஐஐடி மெட்ராஸின் வெளியீடு கூறுகிறது. அந்த அலகு 64-பிட் RISC-V கட்டுப்படுத்தியை முன்மொழிந்து, விவரக்குறிப்பில் ஐஐடி மெட்ராஸுடன் இணைந்து பணியாற்றியது. இஸ்ரோ திட்டங்களில் பயன்படுத்தப்படும் உணர்விகள் மற்றும் அமைப்புகளின் பொதுத் தேவைகளிலிருந்து வடிவமைப்பு அமைக்கப்பட்டது. SHAKTI கோருடன் பிழை தாங்கும் உள் நினைவகங்கள் இணைக்கப்பட்டன; விண்வெளி அமைப்புகளில் பயன்படும் தனிப்பயன் தொகுதிகளும் சேர்க்கப்பட்டன: CORDIC அலகு (முக்கோணவியல் கணக்கீட்டுக்கான வன்பொருள் தொகுதி), வாட்ச்டாக் டைமர்கள், மேம்பட்ட தொடர் பேருந்துகள். பல பூட் முறைகளும் நினைவக விரிவாக்க இடைமுகங்களும் பிற்கால திட்டங்களுக்கு இடமளிக்கின்றன. திட்டத்தின் டேப்-அவுட் பக்கம், இந்தக் கோரை 180 nm CMOS-இல் 17 mm x 17 mm அளவுள்ள, 219 முனை பால் கிரிட் தொகுப்பில் C வகுப்பு வடிவமைப்பு என்று பட்டியலிடுகிறது.

வெளியீடு சங்கிலியின் ஒவ்வொரு கட்டத்தையும் பெயரிட்டுச் சொல்கிறது. சிப்பை SCL தயாரித்தது. கர்நாடகாவின் பெரிஜேனஹள்ளியில் டாடா அட்வான்ஸ்டு சிஸ்டம்ஸ் அதை பேக்கேஜ் செய்தது. குஜராத்தில் உள்ள PCB பவர் மதர்போர்டைத் தயாரித்தது, சென்னையில் உள்ள சிர்மா SGS அதை ஒன்றுசேர்த்துப் பொருத்தியது, ஐஐடி மெட்ராஸ் மென்பொருளை எழுதி அதை பூட் செய்தது. சிப், மாஸ்க் ஃபிரேம் வடிவமைப்பு, GDS தயாரிப்பு, சோதனை உட்பட SCL-இன் 180 nm தொழில்நுட்பத்தில் தயாரிக்கப்பட்டது என்றும், வேஃபர் நிலை சரிபார்ப்பு ஐஐடி மெட்ராஸ் குழுவுடன் இணைந்து SCL-இல் நடந்தது என்றும் SCL-இன் தலைமை இயக்குநர் கமல்ஜீத் சிங் கூறினார்.

செமிகண்டக்டர் வடிவமைப்பிலும் தயாரிப்பிலும் இது “மேக் இன் இந்தியா”வின் மைல்கல் என்று இஸ்ரோ தலைவர் டாக்டர் வி. நாராயணன் குறிப்பிட்டார். மேலும் அவர் கூறினார்:

இந்தக் கட்டுப்படுத்தியை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு தயாரிப்பை விரைவில் பறக்கச் சோதிக்கத் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது; செயல்திறன் உறுதிசெய்யப்படும்.

இந்தக் கட்டுரைக்காகத் திறந்து பார்த்த ஆதாரங்கள் எதுவும், 2026 நவம்பர் 5 நிலவரப்படி பறக்கச் சோதனையின் முடிவைத் தெரிவிக்கவில்லை.

திட்டமும் அதைச் சுற்றிய நிறுவனங்களும்

2022 ஏப்ரல் 27 அன்று MeitY, டிஜிட்டல் இந்தியா RISC-V (DIR-V) திட்டத்தை அறிவித்தது. 2023 டிசம்பருக்குள் SHAKTI-க்கும் C-DAC-இன் VEGA செயலிகளுக்கும் வணிக சிலிக்கானும் வடிவமைப்பு வெற்றிகளும் என்பவை அதன் இலக்குகள். காமகோடி தலைமைக் கட்டமைப்பாளராகவும், எஸ். கிருஷ்ணகுமார் ராவ் திட்ட மேலாளராகவும் அறிவிக்கப்பட்டனர். சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களில் C-DAC-இன் முந்தைய பணி PARAM கட்டுரையில் சொல்லப்பட்டுள்ளது.

2023 நவம்பர் 17 தேதியிட்ட ஒரு PIB வெளியீடு, திட்டத்தின் கீழ் நடந்த டேப்-அவுட்களைப் பட்டியலிட்டது: SCL-இல் 180 nm மற்றும் இன்டெல்லில் 22 nm-இல் 32-பிட், 64-பிட் SHAKTI செயலிகள்; SCL-இல் 180 nm-இல் ஐஐடி பாம்பேயின் 32-பிட் AJIT செயலி; சில்டெரா-வில் 130 nm-இலும், 64-பிட் பதிப்புக்கு SCL-இல் 180 nm-இலும் VEGA செயலிகள். VEGA சிப்பில் C-DAC ARIES மேம்பாட்டுப் பலகைகளின் வரிசையைத் தயாரித்துள்ளது என்றும் அதே வெளியீடு கூறியது. 2025 மார்ச் 20 அன்று MeitY, VEGA மற்றும் SHAKTI செயலிகளை மையமாகக் கொண்ட DIR-V கிராண்ட் சேலஞ்சை அறிவித்தது; விண்ணப்பங்கள் ஏப்ரல் 10 முதல் திறக்கப்பட்டன.

கோர்களின் மீது நிறுவனங்கள் கட்டத் தொடங்கியுள்ளன. இந்த முயற்சியிலிருந்து பிரிந்த ஐந்து தொடக்க நிறுவனங்களைத் திட்டத்தின் ஸ்லைடுகள் பட்டியலிடுகின்றன; அவற்றில் மூன்று 2021இல்: மைண்ட்குரோவ், செக்யூர்வீவ், வியோமா. மைண்ட்குரோவ் தனது சிப்களில் SHAKTI கோர்களைப் பயன்படுத்துகிறது என்றும், இன்கோர் செமிகண்டக்டர்ஸ் RISC-V செயலி கோர்களை உருவாக்குகிறது என்றும் RISC-V இன்டர்நேஷனலின் 2023 வலைப்பதிவு கூறுகிறது. 2021இல் நிறுவப்பட்டு ஐஐடி மெட்ராஸில் அடைகாக்கப்பட்ட மைண்ட்குரோவ், தனது Secure IoT சிப்பை 2024 மே மாதம் வெளியிட்டதாகக் கூறுகிறது. அதன் தயாரிப்புப் பக்கம், 28 nm செயல்முறையில் 700 MHz-இல் இயங்கும் ஒரே 64-பிட் SHAKTI C வகுப்பு கோர், வன்பொருள் குறியாக்கம், பாதுகாப்பான பூட், மதிப்பீட்டுப் பலகைகள், ஸ்டாம்ப் தொகுதிகள் ஆகியவற்றைப் பட்டியலிடுகிறது.

பதிவு திறந்து வைத்திருப்பவை

“முதல்” என்ற அடைமொழி ஐஐடி மெட்ராஸின் 2018 அறிவிப்புக்குரியது; முழுவதும் இந்தியாவில் வடிவமைக்கப்பட்டுத் தயாரிக்கப்பட்ட முதல் RISC-V நுண்செயலி என்று SCL சிப்களை அது குறிப்பிட்டதாக IANS செய்தி வெளியிட்டது. ஓராண்டு கழித்து காமகோடி இன்னும் குறுகிய வகையில் பேசினார்: “ஐஐடியிலிருந்து நாங்கள் ஒரு நுண்செயலியைத் தயாரிக்கவில்லை” என்று கூறி, அந்தச் சிப்களை ஒரு நுண்செயலியுடன் ஒப்பிடும்போது மிகச் சிறியவை என்று விவரித்தார்; செயலியை லினக்ஸ் பூட் செய்ய வைப்பதுதான் மிகக் கடினமான பகுதி என்றும் குறிப்பிட்டார்.

2025 பிப்ரவரியில் திட்டமிடப்பட்டதாக இஸ்ரோ தலைவர் கூறிய IRIS பறக்கச் சோதனைக்கு, இந்தக் கட்டுரைக்காகத் திறந்து பார்த்த ஆதாரங்களில் 2026 நவம்பர் 5 நிலவரப்படி வெளியிடப்பட்ட முடிவு எதுவும் இல்லை. மூன்று SCL சிப்களும் 180 nm வடிவமைப்புகள்; அதைத் தனது அடிப்படைச் செயல்முறை என்று SCL விவரிக்கிறது. 28 nm மைண்ட்குரோவ் பாகம் இந்தக் கோர்கள் நுண்ணிய முனையிலும் இயங்குவதைக் காட்டுகிறது; ஆனால் அது எங்கே தயாரிக்கப்படுகிறது என்பதை அந்த ஆதாரங்கள் கூறவில்லை.