RISC-V 在这个夏天赚足了眼球。


先有商用 RISC-V 处理器 IP 和硅解决方案供应商 SiFive 宣布获得来自高通风投的 D 轮 6540 万美元。


又有平头哥发布基于 RISC-V 架构的玄铁 910 处理器,可用于 5G、AI、网络通信、自动驾驶等领域,并随之推出了“普惠芯片”计划。


而就在昨天,国内的半导体供应商兆易创新 GigaDevice 宣布,将开源指令集架构 RISC-V 引入通用微控制器领域,正式推出全球首个基于 RISC-V 内核的 GD32V 系列 32 位通用 MCU 产品,提供从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等完整工具链支持并持续打造 RISC-V 开发生态。全面适用于工业控制、消费电子、新兴 IoT、边缘计算、人工智能及垂直行业的深嵌入式市场应用。


RISC-V 引领 IC 产业新模式

全球 IC 产业正涌现出新的商业模式,RISC-V 就是这一时期下的经典产物。


回顾 2017 年之初,多数人将 RISC-V 与“一款免费开源的处理器”划上等号。事实上,RISC-V 是一种全新的开放处理器指令集架构(ISA),所谓指令集架构或简称处理器架构是对计算机能力的一个描述,是计算机的灵魂和软件运行的基础。RISC-V 最大的特点是“开放”,它的开放性允许它可以自由地被用于任何目的、允许任何人设计、制造和销售基于 RISC-V 的芯片和软件。这在处理器发展史上是一次革命,某种程度而言,RISC-V 不同于以往其他的“非 -ARM”架构的“商用处理器架构(例如 MIPS)”,它是一个全新的开放架构,被认为很有可能成为未来一种新的主流架构与 Arm 并驾齐驱。


搭建 Arm 与 RISC-V 产品之间的“快速通道”

兆易创新积极拥抱 RISC-V 此举,可谓意义重大。


作为最早推出基于 Arm Cortex -M3 及 Cortex -M4 内核的通用 MCU 的中国企业,兆易创新的 GD32 目前已拥有 22 个 Arm Cortex-M 产品系列,覆盖入门、主流、高性能、专用型市场,累计出货量超过 3 亿颗,客户数量超过 2 万家,凭借 23 个系列 330 余款产品所提供的广阔应用覆盖率稳居市场前列,可以说拥有中国最大的 Arm MCU 家族。


作为 GD32 MCU 家族基于 RISC-V 内核的首个产品系列,全新的 GD32VF103 系列 RISC-V MCU 面向主流型开发需求,完整保持了与现有基于 Cortex-M 的产品在软件开发和引脚封装方面的兼容性。


这相当于在 GD32 的 Arm 内核产品与 RISC-V 内核产品之间搭建起快速通道,将跨越处理器内核的产品选型和设计切换变得灵活自如,从而更易于实现代码移植并缩短开发周期。


据了解,GD32VF103 系列 MCU 采用了全新的基于开源指令集架构 RISC-V 的 Bumblebee 处理器内核,是兆易创新携手中国 RISC-V 处理器内核 IP 和解决方案厂商芯来科技(Nuclei System Technology)联合开发。


在能效比和成本优势方面,GD32VF103 系列 MCU 都做到了业界领先。主要原因是:其 Bumblebee 内核设计了二级变长流水线微架构,配备精简的指令预取单元和动态分支预测器,并融入多种低功耗设计方法。能够以二级流水线的代价,达到传统架构三级流水线的性能和频率。

 

 

AIoT 时代,通用芯片供应商将强者恒强?

RISC-V 产品所面临的一个很重要的领域就是 AIoT。不同于 PC 时代、移动互联网时代,AIoT 时代的芯片应用场景更加丰富,企业需要能快速实现可商用的芯片。传统通用芯片的模式越来越难适应碎片化 AIoT 场景的需求,开源、开放成为大势所趋,RISC-V 架构因具备开放性、先进性、模块化和可扩展等特点,被认为是 AIoT 场景理想的芯片架构之一。

 


芯来 CEO 胡振波表示,AIoT 会越来越走向碎片化,产品形态将非常多样化。这对芯片的需求体现出两个极端:首先是通用产品,因为每个场景所需的量都不大,不可能每种需求都有一种架构,因此对通用的产品需求非常强烈,这就导致通用产品供应商出现强者恒强的现象,头部效应非常明显;另一个极端的需求就是专用芯片,当通用芯片无法满足时,需要专用芯片来抬高竞争门槛,通过场景来推进。


兆易创新产品市场总监金光一表示,AIoT 正在对 MCU 提出更高的要求,例如更高的处理能力、更多的安全组件、多种连接能力和更低功耗;同时,IoT 应用日益复杂,MCU 的操作系统从任务调度发展为 IoT OS 平台;软件复杂度大幅增加,平台级软件及工具需求旺盛。兆易创新提出了 GD32 MCU“百货公司”规划,希望满足市场对于开放性架构的差异化需求,为用户提供更多创新之选。

 

 

中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长何小庆认为,物联网和嵌入式将是 RISC-V MCU 最先落地和最大的应用市场。因为生态建设的关系,相当一段时间内,RISC-V 将与 Arm 架构并行发展,一个设计中既能用 Arm 也能用 RISC-V,或者同一颗芯片里,可能同时有两种内核。
中国开放指令集生态(RISC-V)联盟理事长倪光南院士表示,未来 RISC-V 将有望成为世界主流 CPU 核之一,在 CPU 领域形成 Intel、Arm、RISC-V 三分天下的格局。


结语

根据 IC Insights 预测,2023 年 MCU 出货量有望达到 382 亿片,国内下游市场海量需求,对国产 MCU 的需求持续增强,给国内 MCU 公司带来了巨大机会。但由于国际公司在创新和生态持续布局,赢得先发优势和生态壁垒占领了 72.6%的国内市场。因此创新和生态建设是国产 MCU 跨入国际一流的关键。


RISC-V 通过全新的生态,提供了这样的土壤。兆易创新先行推出基于 RISC-V 的 32 位通用 MCU,相比以往的专用芯片,更易形成规模化的推广效应。它能否加速产业规模化发展、加速产业生态走向成熟,都值得继续关注下去。毕竟市场会决定一切,市场也会选择一切。