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RISC-V不愿仅做配角

时间:2024-03-17 06:56:03 来源:M6米乐官网登录 点击:1次

  在CPU领域被视为三分天下有其一的RISC-V架构,正沿着“农村包围城市”的AIoT路线一路攻城略地。这样的发展速度,无论是对于X86还是Arm,都是当年从未有过的光景,近来业界一系列事件所释放的信号又体现出RISC-V向高端冲锋的势头。

  RISC-V如何迎来自己的星辰大海?进军高端能不能成功?对决X86和Arm赢点在哪?集微网采访行业人士,分析RISC-V挺进高端背后的逻辑、机遇与挑战。

  不得不说,RISC-V开源模式改变了传统的封闭性X86和授权模式的Arm模式,为半导体业带来经营模式和架构创新的新机会。由于RISC-V的指令集小巧精悍,诸多企业将AIoT市场视为RISC-V的着力方向,以定制化来开疆拓土。

  经过多年的“浇灌”,RISC-V这颗种子可说已在AIoT领域打开局面,发展的速度已远超过经x86/Arm当年的扩张速度,并催生了一场硬件生态的变革。

  行业人士总结了三条RISC-V作为指令集的成功标志:最新工艺的 SoC 量产、有软件支持的里程碑、支持杀手级应用或核心市场25%的份额,任意一个达标便是成功。指令集的发展,是“长坡滚雪球”,要有核心,即保持演进,与时俱进。当然还要这个“坡”够长够大,才有后期的如雪山压顶之势,拿到容量够大的核心市场。

  一些具象的数字或可见其如虹气势:不仅于2015年成立的RISC-V基金会吸引了大量厂商加盟,包括高通、英伟达、NXP、三星、Microsemi、美光、华为海思、联发科、谷歌、IBM、西数等,而且2021年基金会公司成员数量与创建之时的36家企业相比已增长了50多倍。

  仅以国内RISC-V领域影响力和市场占有率最大的玄铁RISC-V系列处理器IP为例,平头哥生态负责人、高级总监杨静介绍,目前已覆盖从低功耗到高性能的各类场景,支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系统,并已成功应用于MCU、工业控制、智能家电、智能电网、汽车电子等领域,在百余款芯片中得到了应用,并以每年50%的授权数增长。

  从市场的量级来看,截至2021年12月,全球产出的RISC-V核累计超过20亿颗,近100款不同门类及型号的RISC-V芯片得到了广泛应用。RISC-V在其诞生第11年创下的数据远超x86、Arm等“同侪”出现后的同期数据。据Semico Research的预测,预计到2025年,采用RISC-V架构的芯片数量将增至624亿颗。

  而聚焦于RISC-V本身的技术发展、软硬件融合、系统软件丰富、生态繁荣等层面,也依然是当下与未来RISC-V阵营的发展重点。

  虽然看上去是可喜的进阶,但索绕于RISC-V阵营的质疑也一直不断,首当其冲的是将阵线集结于AIoT或非长久之计,需要有更高的野望来展现RISC-V的能力上限。

  “无论是IoT芯片或MCU等设计,其实壁垒不高,而且Arm阵营很容易进行降维打击,如前两年Arm推行M0、M3架构免费或降价等举措,因这一部分营收对Arm来说无关痛痒,只要觉得有必要,随便什么时间都能再发起新一轮攻击。”RISC-V行业资深人士肖劲(化名)指出,“RISC-V应向高端进军并占据一席之地,才能有望扩大战果锁定胜局。”

  提及高端,要从四个维度来定义。肖劲表示,一是IP层面,至少可对标Arm Cortex-A55及以上等级的,目前市场上的RISC-V CPU IP性能大多处于对标Arm的M系列、R系列及入门级的A系列范围。二是软件,至少能支撑OS或Linux或相应的应用程序;三是应用层面,应在服务器、PC、5G及边缘网络、存储、无人驾驶等领域斩获市场;四是工艺应在28nm及以下。

  如果从传统的楚河汉界来划分,Arm在移动电子设备市场称雄,x86则在服务器和PC市场称霸,但目前Arm阵营全力向服务器和PC市场发起冲锋,着力破解生态的壁垒,格局也在悄然生变。

  对此肖劲认为,对于RISC-V来说,一方面由于国际环境的复杂性和不确定性,包括CPU在内的芯片行业竞争已超越单纯的商业竞争。考虑到x86、Arm架构所蕴含的风险,RISC-V或在中国迎来更快的发展。尽管目前RISC-V在技术和生态层面与x86、Arm差距较大,但长久来看,将成为架构主流。另一方面,拓展高端应用领域如数据中心等,Arm不可能采取类似IoT的策略,因这对其营收影响巨大。

  要关注的是,英特尔近日不仅宣称开放x86,更高调加入RISC-V阵营。肖劲分析,Arm架构阵营厂商很难转去英特尔代工,毕竟期间有长时间的对决,而且台积电等厂商已在针对Arm做了大量和长期Physical的Library以及库的优化,已做得非常出色,而英特尔相对还较欠缺。此举应是想拉拢基于RISC-V开发芯片的厂商,促进其未来的代工业务发展。当然,此举也会促进促进国内企业加大RISC-V的开发与应用。

  杨静则更谨慎认为,有更多的公司加入RISC-V阵营,充分说明了RISC-V架构的发展的潜在能力,这对于繁荣RISC-V产业生态大有裨益。但英特尔IFS能否具备对RISC-V核的优质支持,是否能达到极致功耗、性能、面积(PPA),牵引市场生产出更低成本的RISC-V芯片,仍需时间来考量。

  近年来行业中发生的一系列“大事件”似乎正在为RISC-V向高端进阶按下快进键。

  无论是去年MIPS公司宣称放弃自研架构而押注RISC-V;英特尔宣布开放基于7nm的SiFive IP代工业务;作为市场为数不多经大规模验证的高性能RISC-V处理器IP,平头哥开源了包括玄铁C910在内的4款RISC-V IP,以及基于玄铁的多操作系统全栈软件及工具;Imagination推出了RISC-V CPU IP ——Catapult 系列为异构计算铺路;还是今年初英特尔宣布加入RISC-V国际基金会并“直升”高级会员,将基于其代工服务平台加强RISC-V的生态建设和商用进程;国内StarFive近日重磅发布64位高端芯片VIC7100主攻视觉和图像处理,并发布单板计算机开源硬件Beagle(星光),下半年计划面向PC领域投产基于12nm的CPU;君正、全志、联发科等设计厂商也在全力主攻高端RISC-V芯片开发。

  特别是在玄铁C910开源之后,无疑进一步助推了开发者实现开源EDA协同,创新硬件架构,丰富软件应用生态。而随着RISC-V架构在国内市场上逐步获得更多认可,杨静提到,平头哥计划推出新的玄铁RISC-V处理器IP,针对市场上尚未较好满足的需求提出解决方案,视觉、AI等领域的痛点有望解决。平头哥也在推进RISC-V高性能芯片的研发,相信它会成为RISC-V领域的又一个里程碑。

  这一系列变局背后或直指两大核心动因:看好RISC-V,发力高端。毕竟,RISC-V要与x86、Arm真正三分天下,不在高端领域突破将永远只能是配角。

  以高端的四个维度来衡量,显然RISC-V进军高端领域还有大量的工作要做,毕竟RISC-V的发展一定要通过IP—先驱芯片—开发板—生态发展—大量芯片的过程。而随着StarFive、全志等高端芯片的陆续“上市”,RISC-V高端芯片的元年也将随之开启。

  肖劲提及,在IP层面,目前国内可能只有SiFive、平头哥玄铁等少数几家可提供,虽然芯片和应用层面已经在逐步推进,但真正要向“高地”发起冲锋,RISC-V在工具链、生态层面要做的功课远超Arm。

  “基于RISC-V的核和芯片还是不够丰富,不足以满足市场的多层次需求;软硬件融合深度不够,特别是软件开发工具链仍有很大提升空间;软件生态也难言健全等等。” 杨静也直指问题的核心。

  这亦是RISC-V作为后来者避无可避的现状,x86、Arm架构在数十年的积淀之后,在各自优势领域的布局已相当成熟,且难度大、门槛高,RISC-V要在移动CPU和高性能CPU市场和Arm、x86竞争,无异于“虎口夺食”,还有非常长的路要走。

  首当其冲的是,生态可谓RISC-V阵营向高端挺进不得不力补的“必修课”。

  肖劲指出:“RISC-V在高端领域的生态差距仍然巨大。从软件生态来讲,基础的操作系统等还需要匹配,因操作系统对于指令集能否成功起着关键作用。接着是内部各种各样的库要去优化,更进一步是PC或者服务器有一些专门的应用程序要做移植等等,这都要花很长的时间去做适配。”

  “国内生态中的软件公司,比较着眼于未来可期的前景才会大力投入与支持,如欧拉、DateOS、新麒麟、Linux等。之前RISC-V因没有高端的硬件载体,因而软件生态难以发展。而某些RISC-V入门级的高端芯片面世之后,虽然与最终PC要求有些差距,但基本上已能够上做一些入门级的工作如移植工作等,而优化工作则要等未来有适当性能的芯片才能推进。”肖劲进一步解释说。

  而目前的推进工作也在步步为营。肖劲乐观介绍,这些工作已在部署推进中,如在服务器领域所需的网络卸载加速、Library、SPDK存储等等,在这一情况下软件和硬件将同步向前。一些软件或生态厂商会等到芯片发展到一定阶段再投入,但还有一些软件厂商会先行拿入门级芯片来适配,以便后续能够更快移植。

  在这方面平头哥已胸有丘壑。杨静详细说,今年在研发技术侧,平头哥将持续完善已开源的玄铁RISC-V处理器、系列工具及系统软件,方便更多公司能快速研发出符合需求的RISC-V芯片,持续降低芯片设计的门槛,节约时间和成本。

  诚然,围绕着不同的软件系生态,单打独斗是难以持久的。肖劲认为,需联合IP厂商、设计厂商和科研院所以及产业联盟合力,开发通用的库来支撑,而这是一项长期的工作。

  集微咨询总经理韩晓敏也判断,在IoT领域RISC-V还要进一步夯实,才能在高端如服务器端领域有所突破,因高端应用各方面的要求会更高,尤其是生态层面,在这一方面RISC-V还有较长的一段路要走。

  “RISC-V具备成为高端性能架构的潜能,但RISC-V架构仍处于快速地发展的初期,RISC-V生态建设成为关键之一。技术、产品、软硬件协同创新,有更多公司、机构的参与,才能把创新成本降得更低,RISC-V架构才能完善,从而走得更远。”杨静也进一步谈到,“平头哥也将加大RISC-V生态建设力度。玄铁系列处理器已得到市场的有效验证,我们会联合合作伙伴一起打造样板,让业界看到RISC-V架构真正的价值和潜力;同时也会为加入RISC-V阵营的合作伙伴提供全面的服务支持,帮他们更好地开发设计芯片,持续推动更多的厂商认可RISC-V并逐步采用这一架构,共同繁荣RISC-V生态。”

  毕竟,Arm CPU进军x86固有优势领域PC与服务器也有十多年了,最近几年才呈现出破局之势。

  北京半导体行业协会副秘书长朱晶借此道出了自己的观点,一个新的硬件架构或者技术路线,都需要有好的上层开发环境和生态,以及大企业的支持和帮助迭代升级,尤其是开源技术。Linux的好示范说明了即使是对成本不敏感、而追求高可靠性高稳定性的服务器市场也是欢迎开源的。但Linux在服务器端制胜的重要的条件是Java的极度友好和IBM的强力扶持,目前还没看到RISC-V具备这两大帮手。

  看来RISC-V在高端“起势”仍需要长时间的锤炼。业界有一个著名的言论:“预测未来最好的方法,就是把它创造出来”。是的,RISC-V的高端之路亦唯是如此。因为知名机构的预测已然“激进”:投资机构ARK Invest预测,到2030年Arm和RISC-V有几率会成为新的处理器标准,在云业务领域取代英特尔x86架构,Arm+RISC-V的组合将占据服务器市场占有率的71%。

  SYSGO和Cobham合作,移植PikeOS至NOEL-V和LEON

  RISC-V成员SYSGO和Cobham Advanced Electronic Solutions(CAES)的设计中心Cobham Gaisler宣布了双方合作,SYSGO将提供基于虚拟机管理程序的实时操作系统PikeOS,将其移植到Cobham Gaisler的IP内核NOEL-V和LEON中。 PikeOS的移植将为Cobham Gaisler的客户提供一个健壮且可靠的实时操作系统,用于航空电子,铁路,汽车,工业物联网和医疗中的可认证应用。SYSGO正在与Cobham Gaisler的调试监视器GRMON配合,嵌入式研发人员可以在真实硬件上构建和调试目标应用。它支持LEON2,LEON3,LEON4,LEON5和NOE

  十年前,一个想法诞生于加利福尼亚大学伯克利分校的一个实验室中,他们创造了一种通用的计算机芯片语言,按照他们的设想,这套指令将被能所有芯片制造商所使用,而不属于任何公司。 它本意不是想成为一种令人印象非常深刻的新技术,它只是希望有机会能够使整个行业处于同一页面上,以简化芯片制造以推动发展。 但是,在迈向全球芯片标准的过程中发生了一件有趣的事情:正如伯克利所做的努力一样,RISC-V慢慢的开始在芯片设计方面产生一些技术突破。 仅举一个例子,最近使用RISC-V的微处理器设计的时钟速度已达到5 GHz,远高于最新的运行于3.2 GHz频率的英特尔顶级至强服务器芯片E7。然而,新型RISC-V芯片在1.1伏特时仅消耗1瓦功率,还不到英

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  开发第二代控制器 /

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  要被美国管制,会有哪些影响? /

  华为意大利研究中心与瑞士苏黎世理工学院系统集成实验室联合发表了一篇论文《Towards a RISC-V Open Platform for Next-generation Automotive ECU s》透露出华为或许正在开发下一代基于RISC-V的车载 MCU ,论文发表于2023年7月。目前,华为海思已有两款基于RISC-V的 芯片 ,分别是Hi3731v110和Hi3861,其中前者是一款全球模拟电视用芯片,后者就近似MCU。海思目前还在开发数据中心用RISC-V芯片,可能是 AI 加速器。 与华为同样思路的还有瑞萨,瑞萨是全球第一大MCU厂家,也是RISC-V MCU投入力度最大的厂家。早在2021年,瑞萨就有RH

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  处理器“昉·天枢”交付客户 /

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  Nucleo开发板使用的是MiniUSB接口,但是开发板本身没有赠送MiniUSB线,所以我们一定要自备。使用MiniUSB线连接电脑。提示找不到驱动,我们去ST官网下载驱动。在右边的搜索框中输入:NUCLEO-L053R8,点击下图中的NUCLEO-L053R8。找到RelatedToolsandSoftware。STSW-LINK007是固件更新软件,STSW-LINK008是Vista、win7和w

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  TI官网电机控制例程中相电压重构模块volt_calc.c,算法是基于电机定子绕组为星型连接。但是我现在驱动的电机为三角型连接,请问有什么处理方法?是直接改变电机绕组接线方式(挺麻烦),还是能通过在算法中进行星三角变换实现相电压重构呢?相电压重构

  运放作为跟随器使用,电源电压为+5V和-5V。在输入信号由负变正时,信号出现上冲,峰值约4mV;在输入信号由正变为负时,信号出现下冲,峰值约-4mV。过冲之后很快回到正常状态。到底是什么问题造成的呢?大家有没有这方面的经验啊!会不会是相位裕量不够呢?各位大哥大姐,帮帮忙啊:(问一个运放的信号过零时发生过冲的问题不懂,抢个沙发学习,先顶一下回复:问一个运放的信号过零时发生过冲的问题不要看热闹啊,提点见解吧:L回复:问一个运放的信号过零时发生过冲的问题把整个电路图端出来才能看得清

  本来不准备参加活动了,因为以前也晒过,不过在这次活动中看到了不少土豪,不禁手痒出来冒个泡凑个热闹。一下这些板子以TI的launchpad为主,基本都是大家熟悉的板子,就不做介绍了,通常板子上都有具体的型号;整理的时候居然有两个是未开封的,也被我残忍的拆开了。。此内容由EEWORLD论坛网友lcofjp原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并标注明确出处晒货【小红板】专业TI玩家我是来高手怎样做后续设计的,一般新的板子来的以后,我都是找资料,发现网上资料真

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