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阿里平头哥之后,这些RISC-V商用处理器也很强大!

日期: 2019-08-29
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今天的阿里云上海峰会上,阿里巴巴旗下半导体公司平头哥正式对外发布了玄铁910处理器,这是平头哥半导体公司成立之后的首个重磅产品。据会议现场所公布的详细信息显示,玄铁910的单核性能达到7.1 Coremark/MHz,比同类处理器高 40% 以上,主频达到 2.5GHz,是目前业界性能最好的 RISC-V 处理器,可以应用于5G、自动驾驶等各类AIoT场景。

One More Thing的玄铁910之后,平头哥还公布了更大的计划——即普惠芯片计划。该计划在全面开放玄铁910 IP Core的同时,平头哥还专门打造了面向AIoT场景的定制优化的芯片平台,阿里巴巴集团副总裁戚肖宁宣布,平头哥将提供包括CPU IP、SoC平台以及算法在内的软硬件资源,面向不同AIoT场景为企业和开发者提供不同层次的芯片服务。这一切都旨在进一步降低企业设计RISC-V芯片的门槛,为AIoT行业带来一股新鲜血液,促进行业的创新的同时,进一步加速RISC-V架构的推广普及。

由于拥有开源、架构简洁等特性,RISC-V在过去几年受到了业界的广泛关注,而相关企业和芯片也如雨后春笋般涌现。那么,除了平头哥的玄铁910外,目前国内外还有哪些企业旗下的RISC-V芯片或IP已实现商用?

代表性国外企业:

1.SiFive

没错,SiFive正是高通上个月刚刚投资的那个SiFive,也是业界最早开发RISC-V IP的公司。其创始人正是提出RISC-V指令集架构的伯克利研究团队,SiFive是目前商用RISC-V处理器核心IP、设计平台和芯片解决方案的领先者之一。从2015年开始,该公司便发布了许多基于RISC-V的处理器内核,主要针对从发烧友到主要制造商的各个级别的开发。

比如2017年,SiFive公司发布的U54-MC Coreplex,就是第一款支持Linux、Unix和FreeBSD的基于RISC-V ISA的芯片。其后的2018年11月,SiFive又发布了7系列高性能 RISC-V CPU IP。其中,该系列IP可以提供最多单个组合81个内核的可扩展能力,实时64位内存寻址能力以及实时处理器和应用处理器的关联组合。这些功能目前仍然是SiFive独有,作为RISC-V开发团队创立的公司,其技术上的领先毋庸置疑,这一点从上月英特尔高通相继大手笔投资SiFive就可以看出。

2.西部数据

很多人对于西部数据的印象仍停留在储存设备上,但事实上西部数据也算是比较早在RISC-V领域进行布局的企业。早在2017年,西部数据就承诺将其每年运送的超过10亿个处理器内核转换为RISC-V内核。

2019年2月,西部数据正式对外发布了基于RISC-V指令集的自研通用架构SweRV。 据悉,SweRV架构是一个32bit顺序执行架构,具有双向超标量设计和9级流水线,采用28nm工艺技术实现,运行频率达1.8GHz,可提供4.9 CoreMark/MHz的模拟性能,略高于Arm的Cortex A15架构。

3.GreenWaves

GreenWaves Technologies是一家总部位于法国格勒诺布尔的Fabless初创公司,成立于2014年。公司致力于通过超低能耗和低成本解决方案彻底改变智能传感器和设备市场,其产品主要包括用于传感设备中的图片、声音和振动的 AI 运算。同时,GreenWaves也是RISC-V开源生态中最早的芯片供应商之一。

2016年,GreenWaves推出了采用RISC-V架构的GAP8。据官方介绍,GAP8是业界首款在物联网应用中实现电池供电人工智能的超低功耗处理器,该处理器经过优化后可以执行图像和音频算法,包括卷积神经网络(CNN)推断,在IoT应用领域中具有成本低、性能高、功耗低等优势。

4.CEVA

说到CEVA,很多人都不会陌生,这是一家全球知名的智能和互联设备的信号处理平台和人工智能处理器IP授权厂商。目前,据CEVA介绍公司产品线已经扩展到AI、语音、视频、无线连接和5G应用等多个市场。

2018年2月,CEVA推出了RivieraWaves平台。这款蓝牙IP系列是一套全面的IP和平台套件,用于将蓝牙5.1(低功耗(BLE)和双模(BTDM)版本)嵌入到SoC / ASSP中。最新的RivieraWaves平台是第一个提供与RISC-V子系统集成的蓝牙和Wi-Fi IP解决方案的平台,同时也包括一套全面的外围IP。

5.Microsemi

Microsemi是Microchip的子公司,也是RISC-V CPU和FPGA系列的生产商。2018年12月,Microchip透过其Microsemi Corporation子公司推出新型SoC FPGA架构扩展其Mi-V生态系统,新架构结合了业内功耗最低的中阶的PolarFire FPGA系列产品,以及基于RISC-V指令集架构(ISA)的完整微处理器子系统。

PolarFire SoC可提供大量调试功能,包括指令跟踪、50个断点指令、可配置的被动运行时高级可扩展接口(AXI)总线监控程序和FPGA结构监控程序,以及Microchip的内置双通道逻辑分析器SmartDebug。PolarFire SoC架构具有安全可靠的特点,例如针对所有存储器的单纠错和双纠错检测(SEC-DED)、物理存储器保护、差分功耗分析(DPA)安全加密内核、防护级安全启动,以及128 KB闪存引导存储器。

6.Codasip

作为RISC-V基金会的创始成员和LLVM和基于GNU的处理器解决方案的长期供应商,总部位于捷克的Codasip能够提供业界领先的处理器IP和高级设计工具,为ASIC设计人员提供RISC-V开放标准指令集架构的所有技术,以及自动优化处理器IP的独特功能。

早在2017年11月,Codasip便发布了BK5-64 ,这是其第一个实现64位的RISC-V ISA。而且,据Codasip方面对编者透露,该公司的IP和高级设计工具能够自动的根据客户的需求去满足设计,功能的独特性为人称道。

7.Cortus

2005年成立于法国的Cortus也是RISC-V基金会的铂金创始会员,其拥有一系列的Cortus ISA和RISC-V ISA的处理器核心、数字和软件IP、模拟和射频IP、完整的开发工具链和物联网芯片产品。

该公司专注于SoC架构设计,嵌入式计算的软件和硬件设计以及提供全流程专业的芯片设计服务。Cortus还是少数具有完整生态系统及工具链的技术厂商,可加速开发芯片产品,深耕产业基础深度、拓展产业应用市场,掌握芯片发展底层基础知识产权以及完善各项模块。

本土厂商集锦:

1.晶心科技

晶心科技在芯片行业颇为知名,该公司于2005年之上半年成立于新竹科学园区的硅导竹科研发中心。2016年,晶心科技便作为创始会员之一加入了RISC-V基金会。

2018年4月,晶心科技推出了第一代基于RISC-V架构的AndeStar V5,成为了第一个采用 RISC-V的主流CPU IP公司。AndeStar V5是晶心第五代指令集架构,支持64位处理器以及广为业界关注的RISC-V指令集架构,使开放、精简、模块化及可扩充的RISC-V架构正式进入主流SoC应用。

以V5为基础的32位N25与64位NX25 AndesCore处理器在台积电28nm HPC制程下,操作频率可超过1 GHz,提供不低于2.8 DMIPS/MHz与3.4 CoreMark/MHz的性能,而逻辑闸数更可分别低至30K及50K。

2.华米科技

位于小米生态链中的华米科技创立于2013年,是一家在智能穿戴技术领域有着丰富生物特征识别经验和运动数据驱动的公司。

2018年9月,华米科技发布了全球可穿戴领域的第一颗人工智能芯片“黄山1号”。该芯片采用了RISC-V开源指令集,集成了AI神经网络模块。据悉,黄山一号的处理器主频可达240MHz,相比Arm Cortex-M4架构处理器运算效率高出38%,并且拥有心脏生物特征识别引擎 、ECG、ECG Pro、心律异常监测引擎四大核心人工智能引擎,低功耗设计使其可以对人的生物数据进行24小时监测分析,被称为是国内首款采用RISC-V ISA来设计的AI芯。

3.芯来科技

芯来科技是一家具有代表性的RISC-V处理器内核IP和解决方案公司,该公司创造了我国第一颗开源RISC-V处理器项目——蜂鸟E203。据编者了解,蜂鸟E203支持协处理器接口进行指令扩展,并提供内嵌的ITCM与DTCM。同时,核心功耗面积和性能届不逊色于ARM的Cortex-M0+处理器核(M0+ 是ARM最小面积的处理器核)。得益于芯来的“一分钱计划”,蜂鸟E203目前也被国内多数公司所采用。

4.睿思芯科

睿思芯科是2017年在美国硅谷初创的OURS公司在深圳设立的中资公司,该公司是创始人正是RISC-V指令集创始人的学生。更令这家公司名声大振的是,其仅用7个月就设计出了一款基于RISC-V指令集的Pygmy AI芯片,能耗和面积明显优于同级别Arm架构芯片,更让行业吃惊的是该款芯片一次性流片成功。

基于台积电28nm工艺打造的Pygmy AI芯片,其中的12个高度可编程AI加速引擎,也是基于睿思芯科自定义开发的RISC-V矢量扩展指令集设计而成。Pygmy中的RISC-V CPU具有64位位宽,主频600 MHz,基于RV64G指令集,支持双精度浮点运算,具备乘法器、除法器、开方器等,主控CPU功耗仅为10mW。

5.智原科技

智原科技总部位于台湾新竹科技园,在今年4月份智原便发布了其基于RISC-V的ASIC平台方案,已成功应用于新一代终端人工智能与物联网系统单芯片(SoC)的设计与量产。此方案包含完整系统层面设计服务,例如RISC-V核心IP整合、SoC设计验证、并且提供完备的周边驱动程序与实时操作系统(RTOS)参考设计套件。

小结:

当然,除了上述已商用RISC-V处理器以及IP公司外,如今也有许多公司已经完成了RISC-V处理器的设计并即将投入商用,比如国内的时擎智能、纳思达以及国外的InCore等等。同时,编者也相信,随着平头哥普惠芯片计划的推进,越来越多的本土公司都会加入到RISC-V阵营中,其开源的优势将会是国内自主研发CPU的最大推动力。届时,ARM的新型IP授权计划与RISC-V之间,中国市场究竟会作何选择,也令人拭目以待!


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