過(guò)去十年，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)設(shè)備和智能設(shè)備的迅猛發(fā)展，不斷在低功耗領(lǐng)域深耕并創(chuàng)造性的將CPU IP授權(quán)模式發(fā)揮到極致的Arm公司快速成長(zhǎng)，在移動(dòng)市場(chǎng)幾乎一統(tǒng)天下，公司也在2016年被軟銀高價(jià)收購(gòu)。但歷史總是驚人的相似，舊的高墻只有被推倒，新的創(chuàng)新才有足夠空間。商業(yè)模式和生態(tài)系統(tǒng)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在過(guò)去的這十幾年來(lái)隨著開(kāi)源運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及而發(fā)生了巨大的變化。
據(jù)維基百科資料顯示，RISC-V 項(xiàng)目2010年始于加州大學(xué)伯克利分校，是一個(gè)基于已創(chuàng)建的精簡(jiǎn)指令集（RISC）原則的全新開(kāi)源指令集架構(gòu)（ISA）。與大多數(shù)指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售RISC-V芯片和軟件。雖然這不是第一個(gè)開(kāi)源指令集，但它具有重要意義，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)使其適用于現(xiàn)代計(jì)算設(shè)備（如數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、高端移動(dòng)電話(huà)和微小嵌入式系統(tǒng)）。設(shè)計(jì)者考慮到了這些用途中的性能與功率效率。RISC-V生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展尤為迅猛，同事也促使更多的人參與進(jìn)來(lái)，形成了良好的反饋。
正是因?yàn)榭吹搅薘ISC-V這個(gè)架構(gòu)的潛力所在，RISC-V基金會(huì)在2015年宣布成立。包括谷歌、英偉達(dá)、高通、Rambus、三星、恩智浦、華為、晶心、美光、IBM、GlobalFoundries、UltraSoC 和西門(mén)子在內(nèi)的150多家公司也加入了這個(gè)陣營(yíng)，RISC-V也獲得了快速的發(fā)展。
RISC-V基金會(huì)的成員已經(jīng)超過(guò)150個(gè)
RISC-V 基金會(huì)執(zhí)行總監(jiān)Rick O’Connor指出：“RISC-V 基金會(huì)致力于通過(guò)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作，推動(dòng)微處理器 IP 市場(chǎng)變革。在實(shí)現(xiàn)這一使命的過(guò)程中，中國(guó)蓬勃發(fā)展的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。RISC-V Day活動(dòng)為我們的成員提供了一個(gè)重要平臺(tái)，這將影響RISC-V 指令集架構(gòu)的未來(lái)發(fā)展，并最終重塑行業(yè)的未來(lái)?！?nbsp;
RISC-V Day Shanghai近日在上海復(fù)旦大學(xué)舉辦，來(lái)自120 家公司及26所大學(xué)、超過(guò)340人參加了此次會(huì)議，并就RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)中的最新項(xiàng)目和實(shí)施進(jìn)展進(jìn)行了溝通交流。
首先，臺(tái)灣晶心科技蘇泓萌博士在演講中介紹了他們新推出的AndeStar? V5架構(gòu)和V5 AndesCore處理器。作為晶心第五代指令集架構(gòu)，AndeStar? V5支持32位與64位處理器及RISC-V指令集架構(gòu)，使開(kāi)放、精簡(jiǎn)、模塊化及可擴(kuò)充的RISC-V架構(gòu)正式進(jìn)入主流SoC應(yīng)用。使用AndeStar? V5架構(gòu)處理器來(lái)設(shè)計(jì)的SoC將能充分利用到晶心科技的高效能/低耗電比特性，使得在高頻運(yùn)作時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。
他們表示，使用AndeStar V5架構(gòu)處理器來(lái)設(shè)計(jì)的SoC將能充分利用到晶心科技經(jīng)市場(chǎng)多方驗(yàn)證、領(lǐng)先業(yè)界的高效能/低耗電比特性，使得在高頻運(yùn)作時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。以V5為基礎(chǔ)的32位N25與64位NX25 AndesCore處理器性能優(yōu)異，在臺(tái)積電28納米HPC制程下，操作頻率可超過(guò)1 GHz，提供不低于2.8 DMIPS/MHz與3.4 CoreMark/MHz的優(yōu)異性能，而邏輯閘數(shù)更可分別低至30K及50K，因此N25及NX25非常適合網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)存及人工智能(AI)等需高速控制的各種應(yīng)用。
晶心科技的V5 AndesCore處理器家族
SiFive副總裁Jack Kang也在會(huì)上展示了他們的全新的RISC-V E2系列 IP。
該公司成立于2015年，是一家專(zhuān)門(mén)為客戶(hù)提供客制化RISC-V芯片服務(wù)的公司。早前，他們宣布獲得了英特爾的投資，增強(qiáng)了市場(chǎng)對(duì)其的信心。在上個(gè)月，他們推出了其為嵌入式設(shè)備使用設(shè)計(jì)的可配置的小面積、低功耗微控制器(MCU)核心E2 Core IP系列。
Jack表示，E2系列通過(guò)兩個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)核心擴(kuò)展了SiFive的產(chǎn)品系列，分別是為微控制器、傳感器融合、minion核心和智能物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)提供主流性能的E21以及為微控制器、物聯(lián)網(wǎng)、模擬混合信號(hào)和有限狀態(tài)機(jī)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的最節(jié)能的SiFive標(biāo)準(zhǔn)核心E20。
SiFive E20和E21針對(duì)那些需要極低成本、低功耗計(jì)算，但能夠從RISC-V軟件生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)完全集成中獲益的市場(chǎng)而設(shè)計(jì)。完全兼容與其他高性能SiFive核心相同的軟件棧、工具、編譯器和生態(tài)系統(tǒng)廠(chǎng)商，E2系列使這些新市場(chǎng)能夠利用自2016年SiFive首次推出商業(yè)RISC-V核心以來(lái)一直呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的強(qiáng)大軟件生態(tài)系統(tǒng)，Jack強(qiáng)調(diào)。此外，該公司還宣布了其改進(jìn)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)E3和E5核心的IP系列。
SiFive的RSISC-V IP系列
來(lái)自國(guó)內(nèi)芯來(lái)科技的胡振波先生也在會(huì)上推介了其超低功耗開(kāi)源處理器核蜂鳥(niǎo)e200系列（目前蜂鳥(niǎo)E200系列中開(kāi)源的處理器型號(hào)為E203），助力RISC-V在中國(guó)的爆發(fā)。
蜂鳥(niǎo)E200處理器系統(tǒng)示意圖
據(jù)介紹，蜂鳥(niǎo)E200主要面向極低功耗與極小面積的場(chǎng)景而設(shè)計(jì)，非常適合于替代傳統(tǒng)的8051內(nèi)核或者Cortex-M系列內(nèi)核應(yīng)用于IoT或其他低功耗場(chǎng)景。E200系列處理器核采用2級(jí)流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)，通過(guò)一流的處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)。該CPU核的功耗與面積均不遜于同級(jí)ARM Cortex-M核，實(shí)現(xiàn)業(yè)界最高的能效比與最低的成本。
“作為結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的處理器核，可謂“蜂鳥(niǎo)雖小、五臟俱全”，源代碼全部開(kāi)源，文檔翔實(shí)，非常適合作為大中專(zhuān)院校師生學(xué)習(xí)RISC-V處理器設(shè)計(jì)（使用Verilog語(yǔ)言）的教學(xué)或自學(xué)案例”，胡振波強(qiáng)調(diào)。
總部位于法國(guó)格勒諾布爾市的初創(chuàng)公司GreenWaves也帶來(lái)了他們RISC-V方面的新成果GAP8處理器。該公司的Martin Croome表示，這是一款基于RISC-V開(kāi)源處理器架構(gòu)打造的，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的“8+1核”多核應(yīng)用處理器，運(yùn)行速度每秒12GOP (Giga Operations)，且每秒400 MOP (Mega Operations）僅需1毫瓦，這就使得他們可以在傳感設(shè)備中進(jìn)行低功率的AI處理，解決其他處理器無(wú)法應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。
GreenWaves的GAP 8處理器
除了以上企業(yè)之外，包括Syntacore、Codasip、ICT、HardenedLinux、ACOINFO、Microsemi、RT Thread、中國(guó)科學(xué)院信息工程研究所和成都大學(xué)在內(nèi)的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)也在會(huì)上發(fā)表和展示了他們對(duì)RISC-V產(chǎn)業(yè)鏈的貢獻(xiàn)和工作。
如上所述，肩負(fù)著重大使命的RISC-V面世以來(lái)，已經(jīng)在市場(chǎng)上取得了一定的成績(jī)，正如與會(huì)者所說(shuō)，RISC-V因?yàn)镃PU架構(gòu)已經(jīng)比較成熟時(shí)誕生，可以避免很多前者犯過(guò)的錯(cuò)。過(guò)去幾十年，ARM和Intel已經(jīng)趟過(guò)很多雷了，且做CPU的廠(chǎng)商也死了一批又一批，但他們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中積累下來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，可以讓RISC-V更好地朝正確方向發(fā)展，所有成員也都在做這樣的努力。在他們看來(lái)，模塊化、簡(jiǎn)單可擴(kuò)展是RISC-V在未來(lái)能抓住客戶(hù)的一個(gè)關(guān)鍵。
RISC-V基金會(huì)的獨(dú)立會(huì)員，同時(shí)也是基金會(huì)APAC Regional Task Group的Co-Chair的郭雄飛認(rèn)為，Arm的確是一家偉大的公司，它的成功來(lái)源于其多年來(lái)在低功耗領(lǐng)域的積累和開(kāi)創(chuàng)性的商業(yè)模式。不過(guò)我們也要看到，在物聯(lián)網(wǎng)和AI興起的時(shí)代，廠(chǎng)商為了滿(mǎn)足客戶(hù)的需求需要對(duì)架構(gòu)做更多的定制化，這點(diǎn)目前Arm很難做到；而一個(gè)好的開(kāi)放指令集伴隨良好發(fā)展的生態(tài)環(huán)境也讓客戶(hù)相比過(guò)去更加難以接受Arm高昂的架構(gòu)授權(quán)費(fèi)，RISC-V本質(zhì)上解決了過(guò)去開(kāi)放指令集沒(méi)有一個(gè)好生態(tài)系統(tǒng)的問(wèn)題，稀缺性很大程度上決定了價(jià)格，而社會(huì)總會(huì)朝著低成本和高效的方向發(fā)展。
在這一百多家的企業(yè)推動(dòng)下，你認(rèn)為RISC-V能達(dá)成其主席Krste Asańovic所說(shuō)的“成為所有計(jì)算平臺(tái)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”的小目標(biāo)嗎？他們準(zhǔn)備好改變了這個(gè)世界嗎？