聚焦物联网,RISC-V能否突破Arm/x86的“包围圈”?

2019-05-16 09:31:45 来源: 电子发烧友观察
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在参加RISC-V 基金会中国路演深圳站活动时,电子发烧友记者感触最深的是RISC-V开放的态度以及RISC-V产业的活力。

 

1980年,加州大学伯克利分校(Berkeley)的David Patterson教授主导了Berkeley RISC项目并设计了其第一代的处理器RISC I。2010年, Krste Asanovic教授带领的团队大约花了四年时间,设计和开发了一套完整的新的指令集,这个新的指令集叫做RISC-V。这是Berkeley从RISC I开始设计的第五代指令集架构,V还代表了变化(variation)和向量(vectors)。

 

RISC-V 基金会中国顾问委会员成员戴东来先生告诉电子发烧友记者,RISC-V最基础的指令集仅46条,以及可选的扩展指令集,开发工程师在基础指令集的基础上进行扩展。

 

RISC-V基金会的成员由最初的数家已成长到235家

RISC-V基金会是一家由其成员管理的非营利组织,致力于促进免费开源的 RISC-V指令集架构(ISA)的应用与实施。RISC-V基金会负责RISC-V开源架构的全球推广工作,也组织会员共同推动RISC-V的标准完善和应用落地。经过四年多的发展,RISC-V基金会的成员由最初的数家成长到235家。

 

图片来源:RISC-V基金会

 

RISC-V基金会在中国已覆盖超过25所组织机构和高等院校,基于其与日俱增的影响力,RISC-V基金会于去年11月组建了中国顾问委员会,致力于对RISC-V基金会的教育与应用推广战略提供指导性意见,以进一步加速RISC-V生态系统在中国的发展。

 

RISC-V基金会的成员分为五个等级,分别是PlaTInum, Gold, Silver, Auditor, Individual。从这张图我们可以看到,整个成员数量的增幅非常大,Silver和Individual成员增幅较大。简单来说,Silver及以上面向企业,Auditor面向院校,Individual面向个人。

 

物联网是RISC-V产业的动力

戴东来说,RISC-V强调整个系统的优化,IoT强调专用性,而现有的架构多是通用性的。在IoT场景中,根据特定的需求RISC-V架构定制化芯片更灵活,以及有针对性。除了最基本的指令集保证系统软件、基本开发环境等的兼容性之外,它本身允许按照新的不同开发应用进行扩展。

 

RISC-V 基金会中国顾问委会员成员戴东来先生

 

对整个RSIC-V架构的系统级功耗而言,也会比其他架构的更优。例如SIFIVE做的一些项目,功耗是竞品的三分之一。这一点在物联网对低功耗的需求,是相当大的优势。

 

从产业链支持情况来看,包括EDA工具、IP供应商、设计服务、晶圆代工、芯片厂商等在成员之列,许多头部公司都已经支持RISC-V。

 

图片来源:RISC-V基金会

 

RISC-V中国路演

在此次RISC-V中国路演活动上,来自芯来科技Nuclei System、阿里巴巴集团、Codasip、晶心科技GreenWaves、Syntacore、UltraSoC、Tangram、NXP、SiFive分享了IP、软件工具、开发板以及MCU、处理器等基于RISC-V产业环节的最新进展,他们关注的焦点离不开物联网这个大市场。

 

对于AIoT时代的来临,芯来科技CEO胡振波认为,基于领域的架构设计(DSA,Design Specific Architecture)的设计理念逐渐成为共识和趋势。系统公司,互联网巨头全面造芯,更多软硬件结合的差异化创新诞生,芯片需求海量化的同时,呈现类似互联网服务化的趋势,也就是有效解决具体实际场景,更快响应速度和特性差异化和成本优势。

 

他表示,当生态建设不由一家公司、而是由全行业推动时,其速度远远高于以往由单一商业公司推动,且成本被均摊。技术上利用后发优势,简洁设计,模块化和可扩展。

 

芯来已推出N200系列超低功耗处理器IP,目前在研900系列高性能的处理器产品。芯来科技推出“一分钱计划”,是一项RISC-V处理器内核IP的普惠计划,无需支付任何授权费用便可用于商业用途,只需在大规模量产时,每颗芯片收取人民币一分钱的版税。

 

 

平头哥半导体提供RISC-V CPU IP,并可将TEE硬件安全模块嵌入RISC-V核,应用于IOT、SSD、安全、计算等。 Codasip提供定制化RISC-V 核IP以及studio工具。晶心科技是第一家纳入RISC-V的商用主流CPU IP公司,晶心的CPU 架构不仅纳入RISC-V也包括晶心独创的通用功能和应用强化单元。例如提供DSP 或ACE架构满足客户对AIoT SoC拓展的需求。

 

澎峰科技提供面向RISC-V社区的高性价比开发板,以FPGA为主芯片,配套工具成熟,可以尝试多种RISC-V软核,可定制IP,通过跨平台嵌入式深度学习方案,开发RISC-V加AI的应用。

 

GreenWaves注重物联网端侧AI的实现,直击端侧AI体积小,供电条件苛刻,数量多且安装维护成本等问题,推出基于RISC-V架构的AI芯片。

 

Syntacore开发一系列兼容 RISC-V 的先进微处理器内核 IP,从面向深度嵌入式应用的紧凑型 MCU 内核到支持 Linux 的 1Ghz+ 应用内核等。

 

UltraSoC与包括晶心科技、Codasip、Roa Logic、SiFive和Syntacore等主要RISC-V内核供应商合作,主推业界首款支持RISC-V的处理器跟踪技术的IP。

 

Tangram致象尔微在2015年到2018年耕耘在MCU市场,于2019年起推出RISC-V芯片,用于人工智能边缘计算以及专用芯片等市场。并计划2022年起进由消费电子产品扩展到工控和车规极市场。

 

NXP是RSIC-V基金会的铂金级会员,NXP正扩展RISC-V生态系统,助力中国市场。他们推出的OPEN-ISA就是一个非盈利性的RISC-V社区,并发布第一个项目VEGAboard,拥有双RISC-V核芯片和兼容Arduino接口的开发板,第二个项目织女星开发板专门面向中国大陆地区定制。

 

SiFive的RISC-V核IP面向消费电子、网络互联和5G以及边缘计划等应用,并开发有U、S、E系列产品。SiFive Core IP提供真正的异构,可定制的架构,使客户能够在SoC中灵活地组合E,S和U内核。7系列高性能 RISC-V CPU 架构在效能方面表现出众,相较于其它系列IP,CoreMarks提升60%;DMIPS提升40%;Fmax提升10%,是目前市场上最强性能的商用RISC-V内核。

 

结语:

RISC-V生态系统仍需大力完善和发展,例如编译器、IDE、仿真器、调试器、烧录器、RTOS、软件、应用方案、培训教程、大学课程、社区以及中文资料、还有各类设计服务公司等等,和ARM的生态圈比起来,RISC-V还需不断壮大。

 

戴东来还表示,高校是RISC-V基金会非常看中的组成,他们非常希望RISC-V的教育能够广泛渗透在高等教育阶段,也欢迎更多中国的高校加入基金会。

 
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