電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）數(shù)日前，全球領先的商業(yè)RISC-V內(nèi)核公司SiFive宣布推出兩款新產(chǎn)品，分別為 SiFive Performance P870 CPU 和 SiFive Intelligence X390 NPU 處理器，我們也在第一時間進行了報道。

從SiFive的介紹不難看出，這是一個組合型產(chǎn)品，通過將P870高性能通用計算SoC與由X390和客戶AI硬件引擎組成的高性能NPU結(jié)合在一起，能夠為產(chǎn)品設計師提供了一個高度靈活、低功耗和可編程的解決方案，為復雜的工作負載提供了卓越的計算密度。產(chǎn)品的性能我們就不在這里贅述了，今天我們主要探討一下，SiFive新品給行業(yè)帶來的啟迪。

RISC-V在異構(gòu)計算領域該有更大的野心

對于SiFive描述的這種運算體系，我們通常將其稱為異構(gòu)計算，NPU等數(shù)據(jù)加速單元是異構(gòu)計算里面的典型組件。目前，異構(gòu)計算已經(jīng)有了全面爆發(fā)的態(tài)勢，英特爾、英偉達和AMD三大計算芯片廠商都在全力推動這一技術向前發(fā)展，并有很多代表性產(chǎn)品，比如英特爾的Falcon Shores架構(gòu)，英偉達的Grace CPU等。

異構(gòu)計算的本質(zhì)是使用不同類型指令集和體系架構(gòu)的計算單元組成系統(tǒng)的計算方式，當然這是包括RISC-V指令集的。異構(gòu)計算的方式是將計算任務分解，讓擅長處理某一種類型計算任務的計算單元能夠發(fā)揮自己的價值，也就是“專人做專事”。

在人工智能和大數(shù)據(jù)時代，異構(gòu)計算是一場算力革命，與傳統(tǒng)的單一類型計算相比，異構(gòu)計算具有多樣性、靈活性、高效性等優(yōu)點。不過，過往RISC-V在異構(gòu)計算里的戲份并不多，無論是主要計算核心，還是數(shù)據(jù)加速單元，x86架構(gòu)和ARM架構(gòu)依然是主流的選擇，且把控著近乎整個市場。

從當前的現(xiàn)狀來看，RISC-V在異構(gòu)計算方面的布局明顯有些太過謹小慎微，基本只有阿里平頭哥和SiFive等商業(yè)內(nèi)核公司有清晰的規(guī)劃，芯片設計層面則顯得非常謹慎，包括國內(nèi)廠商其實也是如此。

正如平頭哥所言，“所有行業(yè)的芯片都值得用RISC-V重做”。那么，在異構(gòu)計算這個新型計算架構(gòu)里，RISC-V不該只滿足加速器的角色，而是大有可為。

異構(gòu)計算中的RISC-V

目前，異構(gòu)計算的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中一個顯著挑戰(zhàn)是如何實現(xiàn)任務的分配和調(diào)度，使得不同類型的計算設備能夠協(xié)同工作，完成復雜的計算任務。正如上述內(nèi)容提到的，這是異構(gòu)計算的本質(zhì)，同時也是最難實現(xiàn)的地方。

造成這種局面的一個重要問題是，計算設備領域長期以來已經(jīng)形成了以x86架構(gòu)和ARM架構(gòu)CPU為核心的計算體系，在CPU性能、傳輸和計算單元種類方面都已經(jīng)有了局限性。為了破局，我們看到英偉達公司自研了一套傳輸協(xié)議，各個大廠也在積極研發(fā)其他類型的數(shù)據(jù)加速單元，有一些正是基于RISC-V。

在這個局面下，阿里平頭哥和SiFive目前證明了一件事情——RISC-V可以統(tǒng)領異構(gòu)計算平臺，對于RISC-V在異構(gòu)計算領域的發(fā)展有重要意義。

我們看平頭哥的AI芯片平臺。在平頭哥芯片開發(fā)社區(qū)里，該公司一共上線了兩款芯片平臺和一個芯片原型設計，其中無劍600，以及基于無劍600的曳影1520芯片原型都有非常強的異構(gòu)屬性。

其中，無劍600設計平臺是平頭哥推出的高性能異構(gòu)、軟硬件全棧芯片設計平臺，具有高性能、高存儲帶寬、高安全和高AI算力的特性。在多核高性能RISC-V CPU外圍，該平臺集成GPU + DPU圖形和顯示子系統(tǒng)，支持OpenGL-ES、多屏異顯等特性，因此這是一個異構(gòu)多核的計算平臺。

無劍600設計平臺框圖，圖源：平頭哥

曳影1520是首顆基于無劍600芯片設計平臺研發(fā)的量產(chǎn)多模態(tài)AI處理器芯片原型。在CPU方面，采用4*C910 2.0G+1*C906 1G，搭載4T INT8的NPU，以及支持OpenGL ES/OpencL/Vulkan的GPU。

曳影1520系統(tǒng)框圖，圖源：平頭哥

有了平臺還需要系統(tǒng)，曳影1520已經(jīng)能夠支持多種類型的Linux系統(tǒng)平臺，也能夠支持Android 12以及AOSP主線最新版本。有了無劍600和曳影1520，業(yè)界可以清晰地認識到，以RISC-V為主要核心的異構(gòu)計算是可行的。

如今， SiFive Performance P870 CPU 和 SiFive Intelligence X390 NPU的出現(xiàn)，實際上將以RISC-V架構(gòu)為主處理器的異構(gòu)計算推到了一個更高的水平。Imagination在異構(gòu)計算方面的布局同樣是以RISC-V CPU為主要核心，當然該公司也會向RISC-V平臺提供其他IP，比如平頭哥的曳影1520，采用的便是Imagination的GPU和NNA的IP組合，在AI和視覺性能上得到了很大的加強。

為什么要強調(diào)以RISC-V計算芯片為核心，或者是打造RISC-V體系的異構(gòu)計算呢？這是一種觀念的轉(zhuǎn)變，就像中國科學院計算技術研究所副所長、北京開源芯片研究院首席科學家包云崗談到的，過去國內(nèi)芯片公司可以直接選擇臺積電和Arm提供的便捷模式，在這個模式下，芯片設計公司只需要做出簡單的修改就能夠得到一顆功能不錯的芯片，這種模式讓很多研發(fā)人員沒有心思做研發(fā)創(chuàng)新，對于開源開放的RISC-V架構(gòu)而言，相當于抑制了創(chuàng)新。

從致力于打造協(xié)處理器，到主動上位到做異構(gòu)計算的主處理器，RISC-V的發(fā)展將更加迅猛。目前，三星、英特爾和臺積電都已經(jīng)推出了專門的RISC-V代工工藝。對于高性能更強烈的追求有助于進一步釋放RISC-V架構(gòu)，以及架構(gòu)和代工配合過程中的潛力。

后記

強調(diào)打造以RISC-V為核心的異構(gòu)計算體系是一種破局。傳統(tǒng)芯片大廠已經(jīng)和ARM架構(gòu)、x86架構(gòu)有了深度的利益綁定，無法用“從零起步”的思維打造RISC-V異構(gòu)計算平臺，就像他們的異構(gòu)計算芯片依然不是以RISC-V內(nèi)核為主。無論是大數(shù)據(jù)運算還是邊緣計算，未來異構(gòu)計算的前景都是無限廣闊的，在這個領域芯片企業(yè)，尤其是***企業(yè)需要更加主動，這樣RISC-V的成長將進一步提速，也能夠更快上位成為第三種主流架構(gòu)。