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[原创] RISC-V准备好改变这个世界了吗?

半导体行业观察 ·2018-07-21 11:36·半导体行业观察
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过去十年,物联网、移动设备和智能设备的迅猛发展,不断在低功耗领域深耕并创造性的将CPU IP授权模式发挥到极致的Arm公司快速成长,在移动市场几乎一统天下,公司也在2016年被软银高价收购。但历史总是惊人的相似,旧的高墙只有被推倒,新的创新才有足够空间。商业模式和生态系统所带来的优势已经在过去的这十几年来随着开源运动的发展和互联网的普及而发生了巨大的变化。


据维基百科资料显示,RISC-V 项目2010年始于加州大学伯克利分校,是一个基于已创建的精简指令集(RISC)原则的全新开源指令集架构(ISA)。与大多数指令集相比,RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造销售RISC-V芯片和软件。虽然这不是第一个开源指令集,但它具有重要意义,因为其设计使其适用于现代计算设备(如数据中心服务器、高端移动电话和微小嵌入式系统)。设计者考虑到了这些用途中的性能与功率效率。RISC-V生态系统的发展尤为迅猛,同事也促使更多的人参与进来,形成了良好的反馈。


正是因为看到了RISC-V这个架构的潜力所在,RISC-V基金会在2015年宣布成立。包括谷歌、英伟达、高通、Rambus、三星、恩智浦、华为、晶心、美光、IBM、GlobalFoundries、UltraSoC 和西门子在内的150多家公司也加入了这个阵营,RISC-V也获得了快速的发展。


RISC-V基金会的成员已经超过150个


RISC-V 基金会执行总监Rick O’Connor指出:“RISC-V 基金会致力于通过开放标准协作,推动微处理器 IP 市场变革。在实现这一使命的过程中,中国蓬勃发展的半导体产业发挥着关键作用。RISC-V Day活动为我们的成员提供了一个重要平台,这将影响RISC-V 指令集架构的未来发展,并最终重塑行业的未来。”


RISC-V Day Shanghai近日在上海复旦大学举办,来自120 家公司及26所大学、超过340人参加了此次会议,并就RISC-V 生态系统中的最新项目和实施进展进行了沟通交流。


首先,台湾晶心科技苏泓萌博士在演讲中介绍了他们新推出的AndeStar™ V5架构和V5 AndesCore处理器。作为晶心第五代指令集架构,AndeStar™ V5支持32位与64位处理器及RISC-V指令集架构,使开放、精简、模块化及可扩充的RISC-V架构正式进入主流SoC应用。使用AndeStar™ V5架构处理器来设计的SoC将能充分利用到晶心科技的高效能/低耗电比特性,使得在高频运作时更具优势。


他们表示,使用AndeStar V5架构处理器来设计的SoC将能充分利用到晶心科技经市场多方验证、领先业界的高效能/低耗电比特性,使得在高频运作时更具优势。以V5为基础的32位N25与64位NX25 AndesCore处理器性能优异,在台积电28纳米HPC制程下,操作频率可超过1 GHz,提供不低于2.8 DMIPS/MHz与3.4 CoreMark/MHz的优异性能,而逻辑闸数更可分别低至30K及50K,因此N25及NX25非常适合网络、储存及人工智能(AI)等需高速控制的各种应用。


晶心科技的V5 AndesCore处理器家族


SiFive副总裁Jack Kang也在会上展示了他们的全新的RISC-V E2系列 IP。


该公司成立于2015年,是一家专门为客户提供客制化RISC-V芯片服务的公司。早前,他们宣布获得了英特尔的投资,增强了市场对其的信心。在上个月,他们推出了其为嵌入式设备使用设计的可配置的小面积、低功耗微控制器(MCU)核心E2 Core IP系列。


Jack表示,E2系列通过两个新的标准核心扩展了SiFive的产品系列,分别是为微控制器、传感器融合、minion核心和智能物联网市场提供主流性能的E21以及为微控制器、物联网、模拟混合信号和有限状态机应用而设计的最节能的SiFive标准核心E20。


SiFive E20和E21针对那些需要极低成本、低功耗计算,但能够从RISC-V软件生态系统内完全集成中获益的市场而设计。完全兼容与其他高性能SiFive核心相同的软件栈、工具、编译器和生态系统厂商,E2系列使这些新市场能够利用自2016年SiFive首次推出商业RISC-V核心以来一直呈指数级增长的强大软件生态系统,Jack强调。此外,该公司还宣布了其改进现有标准E3和E5核心的IP系列。


SiFive的RSISC-V IP系列


来自国内芯来科技的胡振波先生也在会上推介了其超低功耗开源处理器核蜂鸟e200系列(目前蜂鸟E200系列中开源的处理器型号为E203),助力RISC-V在中国的爆发。


蜂鸟E200处理器系统示意图


据介绍,蜂鸟E200主要面向极低功耗与极小面积的场景而设计,非常适合于替代传统的8051内核或者Cortex-M系列内核应用于IoT或其他低功耗场景。E200系列处理器核采用2级流水线结构,通过一流的处理器架构设计。该CPU核的功耗与面积均不逊于同级ARM Cortex-M核,实现业界最高的能效比与最低的成本


“作为结构精简的处理器核,可谓“蜂鸟虽小、五脏俱全”,源代码全部开源,文档翔实,非常适合作为大中专院校师生学习RISC-V处理器设计(使用Verilog语言)的教学或自学案例”,胡振波强调。


总部位于法国格勒诺布尔市的初创公司GreenWaves也带来了他们RISC-V方面的新成果GAP8处理器。该公司的Martin Croome表示,这是一款基于RISC-V开源处理器架构打造的,针对物联网的“8+1核”多核应用处理器,运行速度每秒12GOP (Giga Operations),且每秒400 MOP (Mega Operations)仅需1毫瓦,这就使得他们可以在传感设备中进行低功率的AI处理,解决其他处理器无法应对的问题。


GreenWaves的GAP 8处理器


除了以上企业之外,包括Syntacore、Codasip、ICT、HardenedLinux、ACOINFO、Microsemi、RT Thread、中国科学院信息工程研究所和成都大学在内的企业和科研机构也在会上发表和展示了他们对RISC-V产业链的贡献和工作。


如上所述,肩负着重大使命的RISC-V面世以来,已经在市场上取得了一定的成绩,正如与会者所说,RISC-V因为CPU架构已经比较成熟时诞生,可以避免很多前者犯过的错。过去几十年,ARM和Intel已经趟过很多雷了,且做CPU的厂商也死了一批又一批,但他们在这个过程中积累下来的经验,可以让RISC-V更好地朝正确方向发展,所有成员也都在做这样的努力。在他们看来,模块化、简单可扩展是RISC-V在未来能抓住客户的一个关键。


RISC-V基金会的独立会员,同时也是基金会APAC Regional Task Group的Co-Chair的郭雄飞认为,Arm的确是一家伟大的公司,它的成功来源于其多年来在低功耗领域的积累和开创性的商业模式。不过我们也要看到,在物联网和AI兴起的时代,厂商为了满足客户的需求需要对架构做更多的定制化,这点目前Arm很难做到;而一个好的开放指令集伴随良好发展的生态环境也让客户相比过去更加难以接受Arm高昂的架构授权费,RISC-V本质上解决了过去开放指令集没有一个好生态系统的问题,稀缺性很大程度上决定了价格,而社会总会朝着低成本和高效的方向发展。


在这一百多家的企业推动下,你认为RISC-V能达成其主席Krste Asańovic所说的“成为所有计算平台的行业标准”的小目标吗?他们准备好改变了这个世界吗?


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1654期内容,欢迎关注。


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