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ARM需要一个竞争对手,RISC-V将主导未来计算?

近期,RISC-V领导厂商SiFive宣布完成6450万美元D轮融资,高通成为新晋投资方,英特尔、西部数据、海力士等企业也是SiFive的支持者。

几天前,中国智能穿戴厂商华米科技发布夏季系列新产品,这些新产品的“智能芯”是基于RISC-V的黄山1号人工智能芯片,并宣布相比Arm Cottex-M4架构处理器运算效率高出38%。

此外,图灵奖得主大卫 · 帕特森近期宣布将依托清华大学-伯克利深圳学院建设RISC-V国际开源实验室,希望以非商业性的开源运动带动RISC-V全球化,形成新的CPU生态体系。

RISC-V为何如此受青睐?哪些领域会率先布局?

ARM需要一个竞争对手?

RISC-V于2010年问世,2014年正式发布第一版用户手册,从2015年RISC-V基金会成立至今的第二个四年,RISC-V基金会已经吸纳了包括英伟达、谷歌、高通、三星、IBM、索尼、阿里巴巴、华为、台积电等企业,以及Berkeley Architecture Research、中科院计算等机构在内的235家会员单位。

相比ARM、X86等传统架构,RISC-V指令集篇幅精简,且明确区分了用户和特权指令子集、核心基础指令集和标准可扩展指令子集,支持针对特定场景的开发,预留了大量编码空间,兼顾普适性、可扩展性和专业性需求。

集邦咨询(TrendForce)分析师姚嘉洋向《中国电子报》记者表示,RISC-V指令集发展以开源方式为主,任何人或厂商皆可以在基本的指令集上,进一步建构属于符合市场所需的指令集。由于开源,社群之间可以互通有无,对于RSIC-V社群形成更多贡献,有助于技术上的长足发展。

作为ARM架构的追随者,高通对于RISC-V的投资引发业界各方强烈关注。赛迪顾问集成电路产业研究中心高级分析师陈跃楠向《中国电子报》记者表示,RISC-V精简、方便模块化调用、可扩展的优势,良好地契合了工控、可穿戴、智能终端等物联网及嵌入式应用的需求。随着5G商用步伐加快,物联网和嵌入式应用迎来新的发展契机,RISC-V在以上领域的应用潜力,是吸引高通投资的重要原因。同时,ARM架构垄断性较高,投资RISC-V不失为高通防范ARM风险、寻求多元化的手段。

姚嘉洋指出,高通在64位元指令集架构方面有相当多的著墨,RISC-V与高通目前在产品开发上的基本路线一致,高通有机会将过去在Arm方案上所累积的经验转移到SiFvie方案上,打造更为多元丰富的产品线。此外,回顾过去近十年来的移动运算市场,不论是MIPS架构还是英特尔都未能在移动市场崛起,演变成ARM一家独大的情况。从产业良性发展的角度来看,ARM需要一个竞争对手。高通选择SiFive,对于支撑SiFive的长期运营,具有标志性意义。

RISC-V产品化开始落地

虽然产业生态还无法与ARM、X86比肩,但RISC-V的产品化已经开始从概念逐渐走向落地。

在IP、工具、架构层面,基于RISC-V的解决方案日益丰富。SiFive推出了用于MCU、边缘计算、AI、物联网的32位IP核,面向存储、AR/VR、机器学习的64位IP核,面向Linux、数据中心、网络基带的64位多核心应用处理器,以及适用于不同操作系统的SDK和工具链,还推出了RISC-V开发板。

西部数据在今年早些发布了基于RISC-V指令集的通用架构SweRV和SweRV指令集模拟器,第三方可以在芯片核心设计中免费使用。SiFive CEO Naveed Sherwani指出,西部数据正在将年出货量十万颗芯片的产线转向RISC-V方案,并计划未来几年将出货量扩大一倍。

在AIoT领域,阿里巴巴旗下中天微推出了基于RISC-V的C-SKY指令架构,并于去年发布了32位低功耗处理器,可配置TEE引擎,支持物联网安全功能。

在消费级市场,华米基于RISC-V开发的可穿戴处理器黄山1号已经量产并随智能手表问世。根据华米发布的数据,黄山1号相比Arm-Cortex-M4内核处理器运算效率高出38%。华米科技认为RISC-V简洁、高效、低功耗、开放,是适合IoT时代的处理器。

芯谋研究首席分析师顾文军对《中国电子报》记者表示,RISC-V的落地集中在两个领域。一是IoT(也就是MCU),该领域是相对分散的市场,ARM没有垄断地位,加上ARM断供的危险和成本的考虑,一些厂家考虑切换到RISC-V方案;二是SoC的控制核,例如英伟达计划用RISC-V替代MCU芯片Falcon,部分SSD控制芯片厂商计划将ARM核换成RISC-V,以及新兴的AI厂商在SoC中用RISC-V做控制核。

他认为,RISC-V最有希望的领域是未来的创新架构,例如促进新的加速DSA的诞生。陈跃楠也指出,RISC-V将以物联网为桥梁,延伸到边缘计算、嵌入式设备,最终进入更广泛的基础终端计算。

RISC-V尚处于产业早期阶段

RISC-V有诸多企业背书,又以开源特性降低企业采用门槛,被视为新一代处理器架构的有力候选。但RISC-V尚处于产业早期阶段,需要产学研用的协同推进,补齐人才、市场和生态短板。

陈跃楠向记者表示,作为新技术,RISC-V缺乏人才储备、产品认证标准,以及传统架构在产品、用户、解决方案的长期积累。要构建产业生态,需加强对RISC-V工程师的培养,加快构建RISC-V认证体系,加快产品落地过程,营造良好的市场环境。顾文军也表示,RISC-V的发展需要人才和软件生态的积累。目前RISC-V的软件生态并没有缺失关键部分,但还是需要广大嵌入式工程师逐步熟悉、相信RISC-V。

在人才、软件、市场环境的基础上,RISC-V的发展还需要产业链各个节点的协同努力。姚嘉洋认为,RISC-V要发展成产业规模,需要晶圆代工、EDA、第三方软件供应商等从业者的共同支持。晶片厂商能否提供平台转换的相关工具,让客户顺利从Arm平台转换到RISC-V平台,将是构建产业规模的关键。

责任编辑:马利亚


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