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对标X86和ARM架构,RISC-V迎来绝佳的发展机遇

导读: 近日,OFweek电子工程网编辑采访了晶心科技总经理林志明与晶心科技技术长苏泓萌,他们给大家讲述了RISC-V能快速发展的驱动力及晶心科技为企业提供的技术支持。

以前,人们提到处理器IP内核,想到的就是英特尔的X86和ARM架构,它们几乎“垄断”了PC和移动处理器市场。随着AI、物联网、大数据和云计算的高速发展,一种低功耗、低成本的处理器IP内核开始迅速活跃于市场,它就是RISC-V。它是一个基于精简指令集原则的开源指令集架构(ISA),RISC-V指令集设计考虑了小型、快速、低功耗的现实情况,但不对特定的微架构做过度的设计。

不同于以往,如今造芯片已经成为很多初创企业提升产品核心竞争力的重要策略。RISC-V可以帮助客户以更低的成本和更灵活自主的方式定制芯片,这也是越来越多的芯片企业加入其中的重要原因。作为国际知名处理器内核IP上市科技公司,在RISC-V方面,晶心科技是RISC-V基金会创始会员,数个任务组的召集或共同召集人,也是RISC-V开源软件GNU/LLVM工具链及Linux核心相关软件的主要维护者之一。晶心科技为客户提供基于RISC-V架构的V5指令集的高质量32/64位RISC-V嵌入式处理器内核和配套软硬件解决方案。近日,OFweek电子工程网编辑采访了晶心科技总经理林志明与晶心科技技术长苏泓萌,他们给大家讲述了RISC-V能快速发展的驱动力及晶心科技为企业提供的技术支持等。

对标X86和ARM架构,RISC-V迎来绝佳的发展机遇

(从左至右,晶心科技技术长苏泓萌、晶心科技总经理林志明)

为何RISC-V能快速发展?

对于芯片设计企业而言,X86和ARM芯片都有一个主要的不足,那就是成本高,不光是材料成本,知识产权非常昂贵,让很多企业望而却步。以ARM为例,它向合作伙伴网络授予IP许可证。这些合作伙伴可利用ARM的IP设计创造和生产片上系统设计,但需要向 ARM 支付原始 IP 的许可费用并为每块生产的芯片或晶片交纳版税。英特尔的X86架构是一种封闭式的模式,RISC-V这样的开源特性受到了企业的热捧。和X86、ARM架构相比,RISC-V诞生得比较晚,它的代码极为简洁、支持模块化和可扩展性,这对于企业设计时非常有利。对于企业选择RISC-V,还有一个优势是可避免专利问题,ARM和X86有很多专利,公司容易引起侵权,RISC指令集专利几十年前开始就有很多了,目前有一百多项都已经过期。

很多业内人士表示,2019年将是RISC-V进入主流市场的元年,RISC-V的出现必然会让人们拿它和主流架构作对比。对此,晶心科技总经理林志明认为,在处理器IP内核领域,X86和ARM架构几乎处于垄断低位,RISC-V就是要打破这种垄断,但我们不是要挑战它们在电脑和手机处理器的地位。他继续说道,RISC-V的优势在于周边及嵌入式等领域,尤其是在新兴应用领域,包括物联网和自动驾驶等。随着RISC-V联盟成员的不断壮大,市场份额也在稳步攀升。

目前,全球领先的芯片企业包括英伟达、高通、三星、谷歌和华为等几百家知名企业已经加入RISC-V阵营,它们也推出了一批基于RISC-V指令集的微架构,使得RISC-V在主流市场能快速的扩展开来。

RISC-V在推广过程中的难题

虽然RISC-V发展速度可喜,但是目前仍处于推广和壮大过程中,也有很多难题待解决。很多业内人表示,在RISC-V成为处理器主流IP之前,它还有很长的路要走,毕竟RISC-V基金会成立不到五年,生态系统还需要完善,RISC-V架构和软件的成熟度也需要加强。虽然RISC-V是开源的,但并不意味着芯片开发的门槛为零。林志明则表示,开源并不等于免费,开源也不意味着零门槛。以安卓为例,虽然开源意味着免费但这并不意味着手机就免费了,当物料成本出现时,一定会产生费用,但费用并不会影响开源,RISC-V的供应商也认同这种看法。要想真正将RISC-V落实到产业链中,RISC-V联盟成员需要相互协同与合作,包括完善架构、扩展指令集、提升安全性等,产业链的共同努力才能让产业RISC-V应用领域不断扩大。

在给客户介绍RISC-V的优势和应用时,晶心科技也遇到过困难,但都能逐一解决。苏泓萌表示,我们碰到很多客户,直接拿来开源下载,硬件合成很容易,但合成之后怎么跑、怎么调试都是问题,多数公司会选择更专业的人员使他们专注于更重要的差异化项目。实际上很多公司都开始采取合作的模式,因为单独开发比购买专业服务成本高,由于RISC-V的开源性,不会出现自主不可控的局面。

目前晶心科技除了自己提供RISC-V开发的软硬件平台,也会引入第三方合作伙伴,根据客户需求,定制不同级别的产品,给生态系统带来多样性。晶心科技在处理器周边IP选择上有所侧重,只做和处理器紧密相关的,围绕处理器打造自己的产品核心竞争力。

芯片企业的机遇

RISC-V指令的优点是设计简单、易于移植Unix系统、模块化设计、完整工具链、开源等,同时有大量的开源实现和流片案例,已在社区得到大力支持。2018年9月,小米生态链企业华米科技推出的全球首款可穿戴AI芯片黄山1号,其采用的就是RISC-V架构。中国有着全球最大的芯片应用产业,国内企业在发展上受限于芯片核心技术,国内虽然在2014年出台了发展集成电路的相关政策,但对于芯片架构方面的扶持政策仍微乎其微。一方面是由于架构的开发难度很大,另一方面企业为了生存,也不愿意去得罪自己ARM和英特尔,RISC-V架构的出现其实给这些企业带来了新的选择。

2018年7月,上海出台了相关扶持政策,成中国第一个将RISC-V列入政府扶持对象的城市。国内中天微的嵌入式CPU、飞利信MCU芯片、乐鑫的物联网芯片等,它们都采用了RISC-V指令集进行芯片的研发,并成为小有影响力的企业。对国内的芯片企业而言,得根据自己的产品特点进行RISC-V指令集架构的开发,知悉RISC-V的优势和不足,找准自己的定位,并非拥有了一个开源的架构就能保证自己的芯片成为市场香饽饽,只有充分发挥了这个架构特点的芯片才是市场认可的。

近年来,中国芯片企业“弯道超车”成为一个热门话题,IP内核是关键也是短板,RISC-V是企业腾飞的一个不错选择,以晶心科技为代表的专业RISC-V服务商,将成为企业快速发展的不错选择。


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