電子發燒友網報道(文/吳子鵬)前不久,RISC-V International首席執行官Calista Redmond 表示,“目前我們預估市場上RISC-V核心數量突破了100億。”根據相關統計,作為主要的競爭對手,ARM架構用了17年完成這一里程碑,而RISC-V僅用了12年,比前者快5年。Calista Redmond 預計,到2025年市場上的RISC-V核心數量將超過800億顆。
對于RISC-V實現百億顆目標,中國科學院計算技術研究所研究員、中國開放指令生態(RISC-V)聯盟秘書長包云崗撰文寫到,RISC-V生態發展呈現明顯加速態勢,除了超過100億核心的出貨量,還有兩個很明顯的趨勢:出現一批瞄準高性能RISC-V的國內外企業;RISC-V軟件生態在加速。
下面,我們就來看一下,在達成百億顆目標的過程中,RISC-V現階段的產品和應用分布情況,并順著包云崗的思路進一步深入分析一下RISC-V未來的發展重心。
RISC-V產業分布作為全新一代精簡指令集,RISC-V在AIoT時代被寄予厚望,不僅有著開源的優勢,而且在設計過程中充分考慮了小型、快速、低功耗的需求。尤其是RISC-V作為后發架構,沒有歷史包袱,設計成本更低,可以實現模塊化,且通過簡單的介紹說明就能夠上手。
能夠完成出貨100萬顆的里程碑,離不開RISC-V現階段在從CPU核、芯片、軟硬件協同、開發板到應用方面的逐漸完善。
正如Flex Logix的IP銷售和營銷副總裁Andy Jaros所言,“開源并不是免費的。大多數公司,除非他們想在IP開發上投入大量資源,否則會從OpenFive、Andes等眾多IP供應商處獲得預先實現的RISC-V內核的許可。這節省了開發、驗證、軟件開發等時間周期。”因此,可以說RISC-V第一個關鍵環節就是CPU核的供應。
目前,在RISC-V領域,最知名的核心供應商當屬SiFive,上述提到的OpenFive此前就是SiFive的一個業務部門,不過已經被Alphawave以2.1億美元收購。從核心產品的豐富度來看,SiFive是最全的,產品類型包括基本款、智能型和性能款,根據SiFive總裁兼首席執行官Patrick Little此前的說法,該公司在高性能RISC-V內核方面,除了現有的P550和P650(單位面積性能比 Arm Cortex-A77更強),還會有P750和其他產品,該公司的目標是在未來3-4年的時間里,內核出貨量達到100萬顆。
和SiFive體量相當的是晶心科技,該公司同樣擁有較為完整的RISC-V CPU IP產品組合,同時軟件開發工具鏈、虛擬SoC平臺、硬件開發平臺也非常出色,能夠大幅縮短SoC廠商的研發周期。在RISC-V的百萬顆出貨量中,晶心科技貢獻很大,根據該公司的數據統計,僅僅是在2021年晶心科技的IP出貨量就超過了30億顆,這些IP的終端應用包括5G通信、人工智能加速器、藍牙和Wi-Fi設備、云計算、游戲、物聯網設備、無線網絡、汽車電子、高端MCU和傳感器融合等。
除了這兩家,能夠提供RISC-V內核的還有芯來科技、平頭哥、中科院包云崗團隊、Esperanto、Codasip、Cortus、Pintouge、Syntacore以及收購OpenFive的Alphawave等,這些公司都在做RISC-V內核方面的研究。
有了內核,接下來就是SoC,從目前的發展情況來看,RISC-V在MCU、DSP、FPGA、無線芯片和AI芯片等方面都有涉及。
在全球市場上,據悉目前全球前十大半導體廠商中有六個廠商都是SiFive的客戶,在做相關的產品研發和設計,這樣的產業巨頭包括英特爾和臺積電。
從國內市場來看,MCU目前是RISC-V最活躍的領域,擁有的廠商數量最多,包括啟英泰倫、愛普特微電子、先楫半導體、中移芯昇、凌思微電子、沁恒微電子、兆易創新、泰凌微電子、博流智能、樂鑫科技、全志科技、晶晨半導體、飛利信、睿思芯科、時擎科技、紫光展銳、中科物棲、物奇科技、航順電子、躍昉科技等。這和RISC-V架構的定位有關,同為RISC指令集,RISC-V率先的想法就是取代ARM,而從應用廣度和開發難度來看,MCU都是一個最好的選擇。
能夠看到,目前RISC-V MCU方面的廠商非常多,根據愛普特微電子方面的統計數據,目前該公司在這一領域出貨量和市占比都是第一,其中2021年發布的新品APT32F1023已累計出貨超一億顆。
除了MCU,也有廠商將RISC-V內核用于其他產品,比如優微科技在USB PD家族產品的控制器方面選擇RISC-V內核,以用來支持增強型PD應用;而安路科技則將FPGA和RISC-V融合在一起,推出了FPSoC, 助力實現視頻圖像接口轉換和工業控制交互;中科昊芯在DSP產品中使用RISC-V內核,目前的產品類型既有定點運算DSP,也有浮點運算DSP,應用領域主要面向電機控制和寬帶半導體驅動等。
RISC-V未來發展重心從終端來看,目前RISC-V在嵌入式市場已經打開了局面,產品出貨在快速上量。不過,要想和ARM架構、x86架構實現三分天下,僅僅是這樣還不夠,目前ARM架構仍然控制著超過90%的RISC市場,x86在CISC市場的份額同樣超過90%,兩種架構的霸主地位還很穩固。那么,要成為真正意義上的主流架構,RISC-V還需要做到、做好哪些工作呢。
首先是要做好開源生態,Calista Redmond 表示,RISC-V要復制Linux的成功,“開放標準是關鍵,Linux在軟件領域做到了這一點,我們正在硬件領域做到這一點。”2021年是Linux誕生30周年,很多人分析了其成功的原因,Red Hat 公司表示,Linux 之所以這么成功,是因為采用了正確的許可方式,即 GPLv2 許可,允許復制、改進、分發和要求共享更改。支撐這一許可運行的是背后完備、不發散的軟件工具鏈,對于RISC-V則是開發工具、調試工具和測試工具等,這是生態的關鍵環節,目前開發者在EDA工具方面的支持明顯就不如ARM機構,chisel語言往往需要經過一些處理才能生成電路。
第二個發展重心是RISC-V的開源并不能局限于指令集架構,或者停止在內核層面,也要包括模擬部件和數字接口等外圍設計上,開放和透明最終會提高安全性和可信度,提升整個產業的協作能力。英國組織LowRISC就在致力于這方面的工作,提倡在一個完全協作的框架中開發硬件和軟件。如果這方面不能很好地推進,RISC-V就會被開源反噬,出現不可避免的碎片化,且隨著核心數量越多,問題越嚴重。
第三個發展重心是核心豐富度提升,目前我們看到的絕大多數RISC-V內核還集中在CPU方面,更多是用于開發MCU產品,在發展初期這無可厚非,但是相較于ARM架構下的GPU、ISP和接口IP等產品,RISC-V略顯單薄了,如果長時間不改善,開發者對RISC-V的認知將會固化,將嚴重抑制RISC-V的開源特性。
第四個發展重心是核心和產品性能的提升,目前大部分公司的RISC-V產品規劃是面向低功耗IoT市場,在更具發展潛力的數據中心、人機交互和汽車控制等高性能領域,廠商的第一選擇依然是ARM架構或者x86架構產品。慶幸的是,無論是純粹的開源RISC-V項目,還是商業RISC-V產品,都有意沖擊這一市場。
而在這些重心背后,RISC-V International和各國的RISC-V聯盟需要做好標準主導工作,促進各方面工作的積極發展。
后記RISC-V的開源和免費能夠講出很美好的產業故事,故事的體量也很宏大,其發展潛力是顯而易見的,但是現階段的RISC-V想做硬件領域的“Linux”,還有很多待完善的地方。
原文標題:比ARM更快!RISC-V出貨量達百億顆,未來產業重心在哪?
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