(文章來源:電子工程網)
以前,人們提到處理器IP內核,想到的就是英特爾的X86和ARM架構,它們幾乎“壟斷”了PC和移動處理器市場。隨著AI、物聯網、大數據和云計算的高速發展,一種低功耗、低成本的處理器IP內核開始迅速活躍于市場,它就是RISC-V。它是一個基于精簡指令集原則的開源指令集架構(ISA),RISC-V指令集設計考慮了小型、快速、低功耗的現實情況,但不對特定的微架構做過度的設計。
不同于以往,如今造芯片已經成為很多初創企業提升產品核心競爭力的重要策略。RISC-V可以幫助客戶以更低的成本和更靈活自主的方式定制芯片,這也是越來越多的芯片企業加入其中的重要原因。作為國際知名處理器內核IP上市科技公司,在RISC-V方面,晶心科技是RISC-V基金會創始會員,數個任務組的召集或共同召集人,也是RISC-V開源軟件GNU/LLVM工具鏈及Linux核心相關軟件的主要維護者之一。晶心科技為客戶提供基于RISC-V架構的V5指令集的高質量32/64位RISC-V嵌入式處理器內核和配套軟硬件解決方案。
對于芯片設計企業而言,X86和ARM芯片都有一個主要的不足,那就是成本高,不光是材料成本,知識產權非常昂貴,讓很多企業望而卻步。以ARM為例,它向合作伙伴網絡授予IP許可證。這些合作伙伴可利用ARM的IP設計創造和生產片上系統設計,但需要向 ARM 支付原始 IP 的許可費用并為每塊生產的芯片或晶片交納版稅。英特爾的X86架構是一種封閉式的模式,RISC-V這樣的開源特性受到了企業的熱捧。和X86、ARM架構相比,RISC-V誕生得比較晚,它的代碼極為簡潔、支持模塊化和可擴展性,這對于企業設計時非常有利。
很多業內人士表示,2019年將是RISC-V進入主流市場的元年,RISC-V的出現必然會讓人們拿它和主流架構作對比。對此,晶心科技總經理林志明認為,在處理器IP內核領域,X86和ARM架構幾乎處于壟斷低位,RISC-V就是要打破這種壟斷,但我們不是要挑戰它們在電腦和手機處理器的地位。他繼續說道,RISC-V的優勢在于周邊及嵌入式等領域,尤其是在新興應用領域,包括物聯網和自動駕駛等。隨著RISC-V聯盟成員的不斷壯大,市場份額也在穩步攀升。
目前,全球領先的芯片企業包括英偉達、高通、三星、谷歌和華為等幾百家知名企業已經加入RISC-V陣營,它們也推出了一批基于RISC-V指令集的微架構,使得RISC-V在主流市場能快速的擴展開來。
雖然RISC-V發展速度可喜,但是目前仍處于推廣和壯大過程中,也有很多難題待解決。很多業內人表示,在RISC-V成為處理器主流IP之前,它還有很長的路要走,畢竟RISC-V基金會成立不到五年,生態系統還需要完善,RISC-V架構和軟件的成熟度也需要加強。雖然RISC-V是開源的,但并不意味著芯片開發的門檻為零。林志明則表示,開源并不等于免費,開源也不意味著零門檻。以安卓為例,雖然開源意味著免費但這并不意味著手機就免費了,當物料成本出現時,一定會產生費用,但費用并不會影響開源,RISC-V的供應商也認同這種看法。
在給客戶介紹RISC-V的優勢和應用時,晶心科技也遇到過困難,但都能逐一解決。蘇泓萌表示,我們碰到很多客戶,直接拿來開源下載,硬件合成很容易,但合成之后怎么跑、怎么調試都是問題,多數公司會選擇更專業的人員使他們專注于更重要的差異化項目。實際上很多公司都開始采取合作的模式,因為單獨開發比購買專業服務成本高,由于RISC-V的開源性,不會出現自主不可控的局面。
目前晶心科技除了自己提供RISC-V開發的軟硬件平臺,也會引入第三方合作伙伴,根據客戶需求,定制不同級別的產品,給生態系統帶來多樣性。晶心科技在處理器周邊IP選擇上有所側重,只做和處理器緊密相關的,圍繞處理器打造自己的產品核心競爭力。
RISC-V指令的優點是設計簡單、易于移植Unix系統、模塊化設計、完整工具鏈、開源等,同時有大量的開源實現和流片案例,已在社區得到大力支持。2018年9月,小米生態鏈企業華米科技推出的全球首款可穿戴AI芯片黃山1號,其采用的就是RISC-V架構。中國有著全球最大的芯片應用產業,國內企業在發展上受限于芯片核心技術,國內雖然在2014年出臺了發展集成電路的相關政策,但對于芯片架構方面的扶持政策仍微乎其微。一方面是由于架構的開發難度很大,另一方面企業為了生存,也不愿意去得罪自己ARM和英特爾,RISC-V架構的出現其實給這些企業帶來了新的選擇。
2018年7月,上海出臺了相關扶持政策,成中國第一個將RISC-V列入政府扶持對象的城市。國內中天微的嵌入式CPU、飛利信MCU芯片、樂鑫的物聯網芯片等,它們都采用了RISC-V指令集進行芯片的研發,并成為小有影響力的企業。對國內的芯片企業而言,得根據自己的產品特點進行RISC-V指令集架構的開發,知悉RISC-V的優勢和不足,找準自己的定位,并非擁有了一個開源的架構就能保證自己的芯片成為市場香餑餑,只有充分發揮了這個架構特點的芯片才是市場認可的。
近年來,中國芯片企業“彎道超車”成為一個熱門話題,IP內核是關鍵也是短板,RISC-V是企業騰飛的一個不錯選擇,以晶心科技為代表的專業RISC-V服務商,將成為企業快速發展的不錯選擇。
(責任編輯:fqj)
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