電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）近幾天，第二屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)如期舉辦，兩大線上分會(huì)場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行。在8月24日的會(huì)議上，2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)主席、平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副所長(zhǎng)包云崗、芯來(lái)科技CEO彭劍英等人發(fā)表了主題演講。

通過(guò)他們的演講，RISC-V發(fā)展的三大趨勢(shì)顯露無(wú)疑。在核心層面，RISC-V將向高性能計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)軍；在生態(tài)方面，進(jìn)一步完善“工具鏈”是產(chǎn)業(yè)界的主要任務(wù)；在應(yīng)用層面，基于RISC-V打造的芯片將會(huì)根據(jù)具體的場(chǎng)景，針對(duì)性優(yōu)化芯片性能，提升RISC-V芯片和場(chǎng)景的融合。

RISC-V發(fā)力高性能領(lǐng)域

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)IoT相關(guān)應(yīng)用是RISC-V落地的起點(diǎn)，MCU無(wú)論是從內(nèi)核，還是從產(chǎn)品來(lái)看，都是目前國(guó)內(nèi)RISC-V發(fā)展最成熟的環(huán)節(jié)。不過(guò)，RISC-V顯然并不滿足現(xiàn)狀，進(jìn)入高端嵌入式以及邊緣智能等領(lǐng)域是大勢(shì)所趨，部分RISC-V核心已經(jīng)將數(shù)據(jù)中心應(yīng)用列為目標(biāo)應(yīng)用。

為了沖擊高性能計(jì)算市場(chǎng)，RISC-V國(guó)際基金會(huì)成立了高性能計(jì)算特別小組，推動(dòng)RISC-V在高性能計(jì)算、超算、邊緣計(jì)算以及AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方面的應(yīng)用。

孟建熠表示，過(guò)去一年，在全球RISC-V生態(tài)伙伴的共同努力下，RISC-V有了很大的進(jìn)展，SPECint性能首次超過(guò)10分，進(jìn)入高性能計(jì)算的行列。未來(lái)，平頭哥將在通用計(jì)算和DSA兩個(gè)方向上持續(xù)演進(jìn)，推動(dòng)RISC-V架構(gòu)在性能上達(dá)到其他架構(gòu)的水平。

在第二屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)上，平頭哥發(fā)布首個(gè)高性能RISC-V芯片平臺(tái)“無(wú)劍600”及SoC原型“曳影1520”。

據(jù)介紹，無(wú)劍600平臺(tái)是全球RISC-V性能最高的可量產(chǎn)SoC芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)：它支持4核高性能RISC-V處理器，最高主頻可達(dá)2.5GHz，實(shí)現(xiàn)了CPU+XPU異構(gòu)架構(gòu)的全面優(yōu)化；支持64位LPDDR4X，最高吞吐率4266MT；整合4TOPs的Int8 AI算力；全流程滿足GP TEE國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)。

將無(wú)劍600平臺(tái)和ARM架構(gòu)產(chǎn)品橫向?qū)Ρ?，能夠看到，如果后續(xù)芯片設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮出無(wú)劍600的100%性能，那么具體芯片的一些性能將比目前全球領(lǐng)先水平的ARM架構(gòu)MPU更出色。同時(shí)，曳影1520證明了RISC-V可以作為一個(gè)可量產(chǎn)、穩(wěn)定可靠的高性能芯片的新選擇。

而在第二屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)上，芯來(lái)科技也展示了自己的下一步產(chǎn)品計(jì)劃。彭劍英透露，芯來(lái)科技已經(jīng)在900系列內(nèi)核上進(jìn)一步規(guī)劃了1000系列和2000系列，將會(huì)滿足數(shù)據(jù)中心在異構(gòu)計(jì)算方面的最高運(yùn)算性能要求。

彭劍英認(rèn)為，未來(lái)高性能數(shù)據(jù)中心是應(yīng)用定義芯片的代表領(lǐng)域，東數(shù)西算、云游戲、互聯(lián)網(wǎng)、信創(chuàng)和金融等行業(yè)應(yīng)用大大增加了高性能CPU的需求量，RISC-V有著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。

RISC-V進(jìn)一步完善工具鏈

一直以來(lái)，在談?wù)揜ISC-V的優(yōu)劣勢(shì)時(shí)，人們總是喜歡講到RISC-V在生態(tài)方面的不足，更進(jìn)一步是談到工具鏈的不完善。不過(guò)，通過(guò)第二屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)能夠看到，過(guò)去一年RISC-V在工具鏈和生態(tài)建設(shè)方面，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

在這方面，最顯著的變化要數(shù)包云崗老師談到的香山處理器相關(guān)的進(jìn)展。根據(jù)他的描述，過(guò)去的一年，香山處理器不僅是性能進(jìn)一步提升，在工具鏈方面也產(chǎn)生了很多積極的改變。

我們都知道香山是一款開(kāi)源的高性能 RISC-V 處理器，基于Chisel硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，然而客戶在調(diào)試的過(guò)程中，往往會(huì)采用Verilog語(yǔ)言，那么Verilog如果返回Chisel便成為一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。為此，香山項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了ChiselDB，能夠高效自動(dòng)地傳遞結(jié)構(gòu)化信息。

為了提升香山處理器性能分析的效率，香山項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了TopDown性能分析工具，支持從“性能建模-數(shù)據(jù)處理-結(jié)果分析-優(yōu)化建?！钡耐暾ぷ髁鞒?，針對(duì)RISC-V指令集完成了針對(duì)性優(yōu)化適配。

此外，香山項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還在分支預(yù)測(cè)器、緩存敏捷驗(yàn)證以及指令集在線差分驗(yàn)證等方面進(jìn)行了工具完善，提高開(kāi)發(fā)者對(duì)香山處理器的利用效率。

根據(jù)彭劍英的介紹，芯來(lái)科技也在完善配套國(guó)產(chǎn)“芯”工具，Nuclei Studio 2022.04版本的發(fā)布增加了全新的Nuclei PacKage（NPK）包管理框架，提供NPK包的離線導(dǎo)入和在線包管理功能，支持B/P/V擴(kuò)展。芯來(lái)科技將持續(xù)推動(dòng)應(yīng)用庫(kù)及方案在芯來(lái)RISC-V CPU IP特別是高性能產(chǎn)品線上的布局。

平頭哥同樣在積極地完善自己的工具鏈，孟建熠提到的該公司和Lauterbach的合作，在調(diào)試、跟蹤、實(shí)現(xiàn)和計(jì)劃方面增強(qiáng)了工具鏈能力。比如在調(diào)試環(huán)節(jié)，勞特巴赫深度支持平頭哥玄鐵系列處理器調(diào)試，提供了跨芯片架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)的調(diào)試方案，共同優(yōu)化共同客戶項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的迭代速度和魯棒性。此外，平頭哥也在積極推動(dòng)RISC-V挑戰(zhàn)Android乃至Linux的豐富的軟件棧。

在最新發(fā)布的無(wú)劍600平臺(tái)上，平頭哥與龍蜥社區(qū)、中科院軟件所PLCT實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了軟硬件全棧的聯(lián)合優(yōu)化，完成了RISC-V與龍蜥Linux操作系統(tǒng)的3000多個(gè)基礎(chǔ)包適配，并在曳影1520上首次運(yùn)行FireFox瀏覽器、LibreOffice等大型桌面級(jí)軟件，以及Hexo和Open Rocket等基于NodeJS和JAVA的應(yīng)用。

RISC-V更好地賦能場(chǎng)景

此前，躍昉科技VP袁博滸曾發(fā)表言論稱，目前的RISC-V芯片產(chǎn)品市場(chǎng)里，95%以上芯片集中在MCU級(jí)別，200MHz算力以下的MCU級(jí)別的產(chǎn)品大約500款，中端200MHz到1.5GHz的范圍內(nèi)不足10款。

很多人對(duì)此的看法是RISC-V會(huì)在中低端MCU領(lǐng)域同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)然基于國(guó)產(chǎn)MCU當(dāng)前的現(xiàn)狀，中低端競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況當(dāng)然是存在的，但同質(zhì)化其實(shí)是可以避免的。

在第二屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)上，沁恒微電子技術(shù)總監(jiān)楊勇便分享了該公司的具體方法。他詳細(xì)地介紹了沁恒微電子全棧MCU的策略，并表示這樣的技術(shù)成果給客戶帶來(lái)的價(jià)值是，既有“面子”也有“里子”。

通過(guò)他的描述，具體的“面子”為免去了外接以太網(wǎng)、高速USB等收發(fā)器PHY芯片；減少了PCB布局走線面積，且減少了EMI干擾；免去了因?yàn)樵瓘S外購(gòu)第三方IP的授權(quán)費(fèi)和提成費(fèi)成本轉(zhuǎn)嫁；免去了因?yàn)樵瓘S外購(gòu)不同家IP整合導(dǎo)致的額外冗余成本轉(zhuǎn)嫁。

而“里子”則是得到了較高的480Mbps高速USB傳輸速度；得到了較遠(yuǎn)的USB傳輸距離；得到了較低的運(yùn)行功耗。

楊勇提到，沁恒微電子針對(duì)藍(lán)牙應(yīng)用做了專門(mén)的優(yōu)化，成為首家支持RISC-V WFE指令的公司，相關(guān)的SoC產(chǎn)品為智能門(mén)鎖領(lǐng)域帶來(lái)了超低功耗和快速的喚醒速度。針對(duì)藍(lán)牙MESH組網(wǎng)應(yīng)用，該公司還提供了完備的組網(wǎng)例程和自研協(xié)議棧，幫助客戶快速完成應(yīng)用設(shè)計(jì)。

還有在電機(jī)應(yīng)用方面，沁恒微電子自研支持硬件壓棧和免表中斷的快速中斷技術(shù)，為電機(jī)應(yīng)用帶來(lái)高效的MCU處理器速度，加快客戶電機(jī)產(chǎn)品的導(dǎo)入速度。

寫(xiě)在最后

隨著核心、工具鏈和芯片產(chǎn)品的不斷豐富和完善，RISC-V的生態(tài)越來(lái)越被開(kāi)發(fā)者認(rèn)可。后續(xù)，走向高性能計(jì)算領(lǐng)域的RISC-V核心拓寬了RISC-V的廣度，不斷完善的工具鏈和應(yīng)用方案則進(jìn)一步挖掘了RISC-V在各領(lǐng)域的深度和價(jià)值。三大趨勢(shì)之下，RISC-V未來(lái)可期。