突破算力孤岛！赛昉 StarNoC：国产 NoC 如何为 RISC-V 插上翅膀？

异构计算空前复杂的今天，CPU、GPU、NPU、ISP等多源IP被高密度地集成到单颗芯片内，数据流量呈指数级增长，服务质量、仲裁策略与数据流优化难度陡增，传统总线与交叉开关已触碰扩展极限。

在这样的背景下，片上网络（NoC）应运崛起，以可扩展、可配置的分组交换架构，为不同核心与IP提供高带宽、低延迟、确定性QoS的片上通信基础设施，成为打通异构算力孤岛、释放芯片整体性能的关键纽带。

在第五届RISC-V中国峰会上，赛昉科技IP产品线总经理周杰分享了自研的一致性片上网络（NoC）StarNoC对接RISC-V的实践。

周杰表示，随着RISC-V向多核、众核及异构计算场景快速扩展，StarNoC的推出将为RISC-V生态提供关键的基础设施支持。

RISC-V的高性能计算趋势与挑战

当前，RISC-V正从嵌入式领域向高性能计算（HPC）、人工智能（AI）等高端场景迈进。这一趋势体现在三个方面：

首先，多核与众核扩展成为主流，从单核到数千核的多集群配置逐渐普及，以满足AI和HPC的算力需求。其次，异构集成协同需求凸显，混合架构SoC（如RISC-V与ARM、DPU、AI加速器的组合）需要高效的互操作性。最后，新兴技术融合（如生成式AI和大语言模型）对芯片内数据带宽提出了更高要求。

这些趋势带来了核心挑战：如何管理大规模核间及异构单元间的数据流量？一致性NoC因其支持高带宽、低延迟通信的能力，成为解决这一问题的关键技术。业界头部企业如英伟达、ARM和华为已通过自研一致性总线（如NVLink、CMN、HCCS）证明了NoC的重要性。

国产NoC的迫切需求与赛昉的实践

全球范围内，能够支持大规模多核系统的商业化NoC IP公司寥寥无几，这在一定程度上限制了RISC-V处理器的应用。同时，在自主可控的背景下，国产NoC的需求更加急迫。

周杰透露，赛昉科技推出的StarNoC系列填补了这一空白，其产品包括面向中低端场景的StarNoC-500和面向高端场景的StarNoC-700。

据悉，StarNoC-500采用交叉矩阵拓扑，支持4-16核配置，主打高带宽和低延迟，适用于中低端手机、工业及通信领域。而StarNoC-700则采用环状或网状拓扑，单Die支持16-256核，多Die扩展可达512核，具有更高的可扩展性和能效表现，目标场景包括旗舰手机、PC、服务器及自动驾驶。

StarNoC-700的核心优势与落地

StarNoC-700作为赛昉的重点产品，具备多项创新特性：

• 高性能设计：通过Mesh Router双通道路由、动态QoS调节及并行处理能力优化，实现了低时延和高带宽。
• 灵活配置：用户可自定义总线规模（最大12x12）、组件挂接方式及处理能力，满足多样化需求。
• 低速控制网络：支持自定义协议，用于CSR读写、中断汇聚等功能，同时兼容RISC-V消息中断网络。
• 稳定性与低功耗：集成SRAM ECC、异常校验上报及硬件自动时钟门控等技术，确保系统可靠性和能效。

在实践层面，StarNoC-700已与赛昉自研的高性能RISC-V核Dubhe-70/Dubhe-83完成适配，并搭建了多核一致性互联的验证平台。测试结果显示，在多核场景下，StarNoC-700的性能表现接近线性增长，总线吞吐量测试也展现了优异的扩展性（Scaling factor接近1）。