轉(zhuǎn)載自與非網(wǎng)，作者：夏珍

異構(gòu)計(jì)算空前復(fù)雜的今天，CPU、GPU、NPU、ISP等多源IP被高密度地集成到單顆芯片內(nèi)，數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)級增長，服務(wù)質(zhì)量、仲裁策略與數(shù)據(jù)流優(yōu)化難度陡增，傳統(tǒng)總線與交叉開關(guān)已觸碰擴(kuò)展極限。

在這樣的背景下，片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）應(yīng)運(yùn)崛起，以可擴(kuò)展、可配置的分組交換架構(gòu)，為不同核心與IP提供高帶寬、低延遲、確定性QoS的片上通信基礎(chǔ)設(shè)施，成為打通異構(gòu)算力孤島、釋放芯片整體性能的關(guān)鍵紐帶。

在第五屆RISC-V中國峰會上，賽昉科技IP產(chǎn)品線總經(jīng)理周杰分享了自研的一致性片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）StarNoC對接RISC-V的實(shí)踐。

周杰表示，隨著RISC-V向多核、眾核及異構(gòu)計(jì)算場景快速擴(kuò)展，StarNoC的推出將為RISC-V生態(tài)提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

RISC-V的高性能計(jì)算趨勢與挑戰(zhàn)

當(dāng)前，RISC-V正從嵌入式領(lǐng)域向高性能計(jì)算（HPC）、人工智能（AI）等高端場景邁進(jìn)。這一趨勢體現(xiàn)在三個(gè)方面：

首先，多核與眾核擴(kuò)展成為主流，從單核到數(shù)千核的多集群配置逐漸普及，以滿足AI和HPC的算力需求。其次，異構(gòu)集成協(xié)同需求凸顯，混合架構(gòu)SoC（如RISC-V與ARM、DPU、AI加速器的組合）需要高效的互操作性。最后，新興技術(shù)融合（如生成式AI和大語言模型）對芯片內(nèi)數(shù)據(jù)帶寬提出了更高要求。

這些趨勢帶來了核心挑戰(zhàn)：如何管理大規(guī)模核間及異構(gòu)單元間的數(shù)據(jù)流量？一致性NoC因其支持高帶寬、低延遲通信的能力，成為解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)。業(yè)界頭部企業(yè)如英偉達(dá)、ARM和華為已通過自研一致性總線（如NVLink、CMN、HCCS）證明了NoC的重要性。

國產(chǎn)NoC的迫切需求與賽昉的實(shí)踐

全球范圍內(nèi)，能夠支持大規(guī)模多核系統(tǒng)的商業(yè)化NoC IP公司寥寥無幾，這在一定程度上限制了RISC-V處理器的應(yīng)用。同時(shí)，在自主可控的背景下，國產(chǎn)NoC的需求更加急迫。

周杰透露，賽昉科技推出的StarNoC系列填補(bǔ)了這一空白，其產(chǎn)品包括面向中低端場景的StarNoC-500和面向高端場景的StarNoC-700。

據(jù)悉，StarNoC-500采用交叉矩陣拓?fù)?，支?-16核配置，主打高帶寬和低延遲，適用于中低端手機(jī)、工業(yè)及通信領(lǐng)域。而StarNoC-700則采用環(huán)狀或網(wǎng)狀拓?fù)?，單Die支持16-256核，多Die擴(kuò)展可達(dá)512核，具有更高的可擴(kuò)展性和能效表現(xiàn)，目標(biāo)場景包括旗艦手機(jī)、PC、服務(wù)器及自動駕駛。

StarNoC-700的核心優(yōu)勢與落地

StarNoC-700作為賽昉的重點(diǎn)產(chǎn)品，具備多項(xiàng)創(chuàng)新特性：

高性能設(shè)計(jì)：通過Mesh Router雙通道路由、動態(tài)QoS調(diào)節(jié)及并行處理能力優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延和高帶寬。

靈活配置：用戶可自定義總線規(guī)模（最大12x12）、組件掛接方式及處理能力，滿足多樣化需求。

低速控制網(wǎng)絡(luò)：支持自定義協(xié)議，用于CSR讀寫、中斷匯聚等功能，同時(shí)兼容RISC-V消息中斷網(wǎng)絡(luò)。

穩(wěn)定性與低功耗：集成SRAM ECC、異常校驗(yàn)上報(bào)及硬件自動時(shí)鐘門控等技術(shù)，確保系統(tǒng)可靠性和能效。

在實(shí)踐層面，StarNoC-700已與賽昉自研的高性能RISC-V核Dubhe-70/Dubhe-83完成適配，并搭建了多核一致性互聯(lián)的驗(yàn)平臺。測試結(jié)果顯示，在多核場景下，StarNoC-700的性能表現(xiàn)接近線性增長，總線吞吐量測試也展現(xiàn)了優(yōu)異的擴(kuò)展性（Scaling factor接近1）。