risc-v作為新興架構,以其精簡的體量,或許在未來的iot領域中能取得絕對優勢。目前risc-v還在發展初期,這股新興力量的商業化仍在探索階段,在王衛看來:“主要的挑戰在于,cpu領域不是靠自己單打獨斗,還需要更多生態環境的配合,包括編譯器、工具鏈等,需要更多的伙伴參與生態的建設,risc-v早期產生和發展都是在國外,發展節奏里,國際協作是非常關鍵的。
或者說,芯片設計、芯片架構的高壁壘行業中,risc-v這股新勢力正在快速崛起。尤其是近年來面對著異構計算的趨勢,甚至有業內專家預測,未來x86、arm、risc-v有機會三分天下。
此處所說的芯片架構便是指令集架構,處理器能識別的指令的集合就叫做指令集(isa,instruction set architecture)。通俗一點說,指令集就像是一整套語言系統,cpu能夠讀懂并按照要求運行程序、硬件。而這套高效的語言規范,需要在設計cpu的時候都制定好。
發展至今,cpu主要有兩大指令集,復雜指令集(cisc)架構x86,精簡指令集(risc)架構陣營有arm、mips和risc-v。而risc-v正是基于“精簡指令集”原則的第五代指令集架構,并且對外開源,由于開源、中立、精簡的屬性,且不太受美國政策的影響,因此被不少國家視為彎道超車的機會。
睿思芯科副總裁王衛告訴21世紀經濟報道記者,david patterson教授(他提出了精簡指令集)的目標是把risc-v做成硬件行業中的linux,“現在大家接受程度也越來越高,但是一個risc-v逐漸發展的過程。今年在輿論的發聲上非常熱鬧,也是和地緣政治有關系,但從技術本身發展過程來講,還是需要時間積累。”
新生力量
當年的英特爾堅持研發復雜指令集,贏得了勝利,現在也依然強大。但是不得不面對的現實是,精簡指令集拿下了移動端市場,幾乎90%以上的移動處理器使用arm架構,并且精簡指令集在物聯網領域大有風生水起之勢,包括后起之秀risc-v。
根據公開資料顯示,1979年加州大學伯克利分校david patterson教授提出的精簡指令集,其本質是主張硬件專注于加速常用的程序指令,優點是架構設計簡單,且功耗面積低,非常適合手機和平板電腦等終端,但是一直無法和x86或者arm進行抗衡。
直到2010年,加州大學伯克利分校的一個研究團隊想要為新項目選擇一個指令集,發現x86架構非常封閉,而arm指令集授權費又十分昂貴,于是轉向risc-iv,并和patterson教授一起改良,推出risc-v,走完全開源的模式。
trendforce集邦咨詢分析師姚嘉洋告訴21世紀經濟報道記者:“risc-v的優勢在于在指令集發展上以開源方式為主,在risc-v基本的指令集不變的情況下,任何人(或廠商)皆可以在基本的指令集上,進一步建構屬于符合市場所需的指令集。由于開源的關系,社群彼此之間可以交流互通有無,對于risc-v社群形成更多貢獻,進而有助于技術上的長足發展?!?/p>
西南證券的研究報告指出,risc-v雖然與arm同屬于精簡指令集架構,但因risc-v是近年來才推出,沒有背負向后兼容的歷史包袱,架構短小精悍。相比于x86和arm動輒幾百數千頁,risc-v的規范文檔僅有145頁,且“特權架構文檔”的篇幅也僅為91頁。
此外,risc-v的中立性質,也為其獲得更多擁護者。2015年,risc-v基金會成立,目前基金會成員包括高通、英偉達、三星和谷歌、阿里、華為、華米等300多家全球企業。今年,由于對潛在貿易限制的擔憂,總部位于美國的risc-v基金會正式遷移至瑞士。王衛表示:“risc-v基金會的成立,使其不會受制于某一兩家公司,是一個相對中立的平臺,包括基金會成員、物理位置都是在一個相對中立的環境下?!?/p>
生態初期
因此,國內外都有不少企業投入到risc-v的生態當中。
國內來看,阿里巴巴旗下的中天微已經推出支持risc-v第三代指令系統架構處理器ck902,平頭哥推出了運用12納米工藝,搭載16個核心的risc-v處理器玄鐵910;華米科技2017年啟動risc-v芯片研發計劃,2018年發布了基于risc-v開源指令集打造的可穿戴處理器黃山1號;睿思芯科的pygmy是面向aiot的risc-v多核異構ai soc,可應用于智能語音、智能玩具、機器人、工業視覺、可穿戴等應用場景。
王衛向記者表示,睿思芯科的芯片將在今年年底量產,“在我們的做法中,當需要ai加速的時候,有專門的做矩陣運算的cpu擴展指令集,直接就可以加速并行運算。這和外掛asic芯片的區別在于可編程性,作為cpu的一條命令,可以直接通過編譯器,不需要了解硬件結構。當然,特定場景下結合特定算法,會有最優解,我們的產品面向終端、邊緣?!?/p>
作為新的指令集,risc-v現在在早期階段,生態環境不夠完整。在發展初期,主要是一些軟件生態環境的成熟性和豐富性,需要一定時間發展,但是在特定的邊緣應用領域對這個依賴度沒有那么高,發展的會更好一些?!?/p>
姚嘉洋向記者分析道:“商業化發展最為重要的關鍵,還是終端應用是否有意愿大量使用risc-v架構的主流產品,例如智慧電表、智慧穿戴或是智能馬達控制。廣泛地講,這些產品都可被歸類在互聯網(iot)領域中,由于這個領域應用范圍極為多元,擁有相對較高客制化的需求,其實是risc-v可以發揮其特色的舞臺。
另一方面,如eda與晶圓代工業者,大多都與arm陣營有較為深厚的合作關系。若能取得eda與晶圓代工業者的合作,在28與22nm制程方面能有突破性的進展,以取得效能與成本上的優勢,這將有機會取得一些芯片與oem業者的青睞?!?/p> 來源:電工電氣網
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