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    • RISC-V正在加速获得关注
    • RISC-V,后来者的优势与不足
    • RISC-V能否挑起高性能CPU的大梁? 
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ARM出新招,RISC-V能否挑大梁?

11/17 07:48 作者:夏珍
阅读需 11 分钟
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“RISC-V很开放,不会强迫客户必须要捆绑销售,正在与更多样化的IP适配。” 平头哥副总裁孟建熠在2022云栖大会的采访中说道。

这段话的背景是SemiAnalysis首席分析师Dylan Patel的一段爆料,根据Patel的说法,近期高通在其反诉ARM的一份长达83页的文件中透露出,ARM正打算推出一则新规,内容为:“2024年后,基于ARM架构的SoC中不再允许使用外部GPU、NPU或ISP”。

 
图源 | SemiAnalysis

如果该则传言为真,那么芯片公司如果还想使用ARM公版CPU的话,就必须搭配使用ARM公版GPU、NPU以及ISP,这不就是赤裸裸的“捆绑销售”嘛。要知道,目前主流的SoC厂商为了使自己的产品有特色,通常会在采用ARM架构CPU的基础上,自研GPU、NPU、ISP,甚至DSP,比如和ARM官司缠斗的高通,其骁龙芯片就采用了自研的Adreno GPU、Spectra ISP;高端手机界扛把子苹果公司的A系列芯片也同样采用了自研的GPU和ISP;国内的华为则是采用了ARM的公版 Cortex CPU、Mali GPU,但NPU是自研的,ISP也与ARM无关。

事实证明,如果这个规则得到推行,那么极有可能引起业内巨震。ARM在经历这一番操作后,后果会是什么,需要时间来验证,或许短期内可以拿到更多转投订单,或许现有的客户群会集体控诉其违反《反不正当竞争法》而受到法律的制裁。但从长远来看,ARM正在流失其生态优势。

RISC-V正在加速获得关注

在ARM想着怎么概念授权模式,和“赖账”芯片厂斗智斗勇,着眼变现能力之际,RISC-V正在加速迎来关注。

RISC-V国际基金会首席执行官Calista Redmond在2022年云栖大会上表示:“RISC-V是史上最丰富、最开放的指令集架构,让简易且模块化的技术路线成为了可能,目前已经进入规模化的应用阶段,市场上已有100多亿颗芯片采用了RISC-V架构,同时RISC-V的机会还在爆炸式增长,据分析师预测,到2025年,将有800亿颗CPU内核采用 RISC-V架构,并开始被运用于嵌入式物联网、工业和汽车等领域。”

而从企业的角度来看,RISC-V国际基金会迄今已经在全球70多个国家吸引了超过3100个会员加入,且会员数量在2021年暴增了130%。

中国工程院院士倪光南非常看好RISC-V产业,他认为RISC-V的架构降低了企业进入芯片行业的门槛,也符合未来万物智能时代的技术发展趋势,未来在世界主流CPU领域,将形成X86、ARM和RISC-V三分天下的格局。

RISC-V,后来者的优势与不足

Calista Redmond说:“RISC-V固有的持续性高性能和代码效率优势,不同于任何其他架构,比如小型的基础ISA,不同于其他各类专利ISA,我们只需要一个确认的基础ISA,就可以与各种开源和商业扩展件相对接,这使得使用者可以达到行业先进水平,从而在设计上取得竞争优势,这是RISC-V跨领域的进展。”

“此外,在其他架构中,开发者可能需要花费数年时间来获得访问代码空间的授权,而RISC-V拥有设计的灵活性和自由度,且还预留了代码空间,企业可以定制独特的设计并推向市场。” Calista Redmond补充道。

嵌入式系统分会理事长何小庆老师则认为,RISC-V具有三大优势:“第一,开源的生态让嵌入式系统的开发者可以触摸到芯片的架构,即使不参与芯片的设计,也能去参与设计一个扩展的指令集,从而实现用特殊的一个两条指令去完成原来占用处理器50%消耗的任务;第二,RISC-V只有四十几条基础指令集,却可以做出覆盖从8051到ARM A系的各种各样的嵌入式处理器,当然也可以加一些拓展,比如说做人工智能的V指令;第三,RISC-V比目前同类的处理器架构更安全,因为它的处理器模式有更多的选择性,比如M模式、U模式和H模式。”

如果我们拿同级别的ARM A55内核的处理器和平头哥最新发布的基于RISC-V架构的玄铁C908相比,可以发现玄铁C908不仅拥有更高的能效,还能兼容更为灵活高效的AI能力,除了平头哥对数据格式和算法等方面优化的功劳外,还因为C908原生支持Vector,所以在Vector上肯定比ARM做得相对更激进、更前沿,这些都是后来者的优势。

孟建熠表示:“玄铁C908可以覆盖1TOPs以下的AI算力需求,不需要自己再做一个NPU,大大减轻了各种NPU与CPU适配的工作。此外ARM A55可扩展至128位,而RISC-V一般是从128位起,可以扩展至256位,所以性能也会更高。”

而对于RISC-V的不足之处,还是老生常谈,相比ARM来说,RISC-V的生态还处于相当初级的阶段,且具有行业碎片化的风险。

然而,孟建熠对RISC-V碎片化却有着不同角度的解读,他认为:“一定程度上的多样化和差异化是RISC-V架构有生命力的体现,有利于推动技术的创新。技术能否被生态接受的最终决定性因素是市场,看下游客户的接受程度有多高,能否在生态圈里形成强大的影响力。一个不被市场接受的技术,持续演进的成本很高。”

RISC-V能否挑起高性能CPU的大梁? 

中国科学院院士褚君浩在云栖大会上表示:“以平头哥为代表的企业机构,已经将RISC-V从低功耗拓展至高性能,RISC-V的确具有潜力。同时,平头哥还在主动地推动RISC-V架构与安卓系统等主流体系深度融合,真正放大了RISC-V的应用想象力。”

说到高性能,另一家专注于RISC-V架构芯片设计的公司SiFive近期发布了两款基于5nm工艺的高性能芯片P670和P470。SiFive方面号称:“P670和P470新增了虚拟化IO技术和矢量加密扩展,目标是面向新一代可穿戴和智能手机。其中,P670芯片单位面积的性能可以反超ARM Cortex-A77,而P470的单线程将比Cortex-A55快2.75倍、计算密度提升4倍。”

RISC-V能否走向高性能?孟建熠表示:“对平头哥来讲,我们会一直拓展RISC-V更高的性能,把RISC-V推向更能展现其算力优势的领域。但坦白说,在高性能领域,RISC-V的操作系统还不够丰富,成长空间很大。”

值得一提的是,作为RISC-V界头部企业的晶心科技选择的路线似乎和SiFive也不同,近期晶心科技发布了业界第一款车规级RISC-V CPU IP AndesCore® N25F-SE,它是一款32位的RISC-V CPU核心,因此走的是可靠性方向的路线,并非一味尝试提高算力。对此,晶心科技方面表示:“N25F-SE将为市场提供有助于降低SoC 的成本和功耗的另一种选择,因为对于其产品仅需要ASIL B处理器IP的厂商而言,如果仍使用ASIL D规格的CPU IP,因其双核锁步(dual-core lock-step)解决方案需要双倍尺寸(double-sized)的面积,将耗费不必要的成本及功耗。”

事实上,这种互补竞争的状态是RISC-V行业希望看到的,因为一个架构要做稳定,确实需要不同的公司从不同的角度做稳定、可靠,否则架构就没有生命力。

写在最后

ARM 花了17年时间才在2008年达到了100亿颗出货量的门槛,然后在 2021年达到了2000亿颗出货量的门槛,而RISC-V仅用了11年就已突破100亿颗。但对于RISC-V生态来讲,还处于相当初始的阶段。

孟建熠认为:“当RISC-V芯片出货量达到1000亿颗的时候,RISC-V的生态应该已经基本建立,也能证明RISC-V架构的生命力。对此,我们很有信心。”
 

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