RISC-V：始于免費(fèi)，忠于開(kāi)放
2019年3月19日，“RISC-V CON”上海站在國(guó)信紫金山大酒店成功舉辦。作為RISC-V 基金會(huì)的創(chuàng)始成員，RISC-V開(kāi)源工具鏈和Linux內(nèi)核主要維護(hù)者的晶心科技，向與會(huì)者列出了一系列有力的數(shù)據(jù)：2018年度，采用晶心指令集架構(gòu)的系統(tǒng)芯片出貨量超過(guò)10億顆，至今總累計(jì)出貨量超過(guò)35億顆。這些晶心客戶(hù)的系統(tǒng)芯片被廣泛運(yùn)用于語(yǔ)音識(shí)別、電玩游戲、Wi-Fi、藍(lán)牙裝置、觸控屏幕控制器、傳感器融合(sensor fusion)、MCU、SSD控制器、USB 3.0儲(chǔ)存裝置、人工智能及機(jī)器學(xué)習(xí)、GPS、無(wú)線(xiàn)充電等各種領(lǐng)域應(yīng)用。這也令眾多對(duì)RISC-V開(kāi)源架構(gòu)持觀(guān)望態(tài)度的公司更加躍躍欲試。
在現(xiàn)場(chǎng)，晶心科技總經(jīng)理林志明和晶心科技技術(shù)長(zhǎng)蘇泓萌接受了Techsugar以?xún)?nèi)多家媒體的采訪(fǎng)，進(jìn)一步為大家解答了當(dāng)下關(guān)于RISC-V的熱點(diǎn)問(wèn)題。
晶心科技總經(jīng)理林志明（右）和晶心科技技術(shù)長(zhǎng)蘇泓萌（左）
RISC-V為非營(yíng)利組織RISC-V基金會(huì)所制定的開(kāi)源指令集架構(gòu)(ISA)。由于RISC-V具備精簡(jiǎn)、模塊化及可擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)，近期在各種重要應(yīng)用領(lǐng)域迅速興起。除了一般功能以外，RISC-V規(guī)格更預(yù)留了客制指令集的空間，以便于加入Domain-Specific Architecture/Acceleration (DSA)擴(kuò)充，以支持如人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)、AR/VR、ADAS及新世代存儲(chǔ)和連網(wǎng)等設(shè)計(jì)。
客制化指令能大幅強(qiáng)化應(yīng)用性能，同時(shí)兼顧可編程性。然而設(shè)計(jì)新指令需CPU專(zhuān)業(yè)知識(shí)及大量人力來(lái)修改既有的處理器硬件和相關(guān)軟件工具，并確認(rèn)其功能無(wú)誤，因此加入客制化指令對(duì)許多SoC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)并不容易。
晶心科技的產(chǎn)品會(huì)提供ACE設(shè)計(jì)環(huán)境，這可以大幅簡(jiǎn)化加入客制化指令的步驟。工程師只須建立一個(gè)ACE描述檔來(lái)定義輸入/輸出接口及以C語(yǔ)言描述的指令意涵，再加上一個(gè)相對(duì)應(yīng)的精簡(jiǎn)Verilog文件來(lái)描述其邏輯電路，即可利用Custom-OPtimized Instruction deveLOpment Tools? (COPILOT) 工具于短短數(shù)分鐘內(nèi)產(chǎn)生具擴(kuò)充指令的CPU和相關(guān)軟件工具鏈。這COPILOT設(shè)計(jì)環(huán)境是自動(dòng)產(chǎn)生ACE指令的關(guān)鍵，能幫助SoC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)省去許多底層RTL設(shè)計(jì)工作，例如運(yùn)算碼選取、指令譯碼、操作數(shù)參照、輸入操作數(shù)存取、數(shù)據(jù)相依性檢查及結(jié)果匯整。而ACE相當(dāng)易于使用，不需熟悉處理器管線(xiàn)設(shè)計(jì)也能快速上手，這讓工程師能專(zhuān)注于利用ACE強(qiáng)大的功能，而不是花費(fèi)時(shí)間摸索CPU管線(xiàn)的運(yùn)作方式。
林志明認(rèn)為，決不能盲目鼓吹RISC-V的應(yīng)用場(chǎng)景，要謹(jǐn)慎認(rèn)識(shí)RISC-V當(dāng)前的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和局限，抱有正確的期待：“雖然說(shuō)RISC-V打破了X86和ARM架構(gòu)壟斷，但是想要替代X86在個(gè)人電腦和ARM架構(gòu)在手機(jī)或平板電腦的中央處理器地位幾乎是不可能的。它們已經(jīng)形成了完整的生態(tài)，如果有客戶(hù)想要做個(gè)人電腦、手機(jī)和平板的中心處理器，我依然推薦他使用X86和ARM架構(gòu)，而不是RISC-V。”
他進(jìn)一步補(bǔ)充道，RISC-V有其開(kāi)源、極簡(jiǎn)、模塊化及可擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)，與一些新應(yīng)用領(lǐng)域有很強(qiáng)的適配度，“我認(rèn)為，RISC-V更大的優(yōu)勢(shì)和機(jī)會(huì)在于周邊及嵌入式等領(lǐng)域，特別是在新應(yīng)用領(lǐng)域，如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G、自動(dòng)駕駛等?！?/strong>林志明的看法也表露出了晶心科技對(duì)RISC-V的看好和市場(chǎng)信心：“不同架構(gòu)將同步發(fā)展，但是RISC-V在后續(xù)推出的新產(chǎn)品中，占比會(huì)逐步提高。”
但話(huà)又說(shuō)回來(lái)，認(rèn)識(shí)到“ARM、X86已經(jīng)形成完整的生態(tài)”一點(diǎn)非常容易，卻不意味著RISC-V在此方面就要束手就擒。盡管免費(fèi)是RISC-V吸引廣大研發(fā)者的原因之一，但開(kāi)放才是RISC-V最核心最寶貴的特點(diǎn)。對(duì)此，林志明強(qiáng)調(diào)要正確理解RISC-V的開(kāi)放：“對(duì)于RISC-V生態(tài)而言，想要其健康發(fā)展，那么就不能只下載（download）不貢獻(xiàn)分享?！?/strong>
相比ARM，RISC-V還處于發(fā)展的初期階段，甚至仍然處于市場(chǎng)推廣期，其生態(tài)系統(tǒng)不夠豐富強(qiáng)大。因?yàn)閷?duì)IC設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)，生態(tài)系的建構(gòu)是發(fā)展關(guān)鍵，所以使用RISC-V架構(gòu)的公司，不能只狹隘地著眼于眼下的一點(diǎn)“免費(fèi)資源”。在這種生態(tài)系統(tǒng)中，大家集思廣益的互動(dòng)能促進(jìn)RISC-V更好的發(fā)展，這是一種良性循環(huán)，每個(gè)參與其中的公司都將從中得益。
林志明認(rèn)為，很多人對(duì)RISC-V的了解還停留在淺層次，只是“聽(tīng)朋友們?cè)谡f(shuō)”的一個(gè)概念，而他希望更多人能真正地接觸RISC-V做出切實(shí)了解、共同打造RISC-V生態(tài)系統(tǒng)。
RISC-V在全球各地區(qū)的發(fā)展是有快有慢的，總體還處于市場(chǎng)推廣階段，林志明指出，在中國(guó)，像樂(lè)信、華為等企業(yè)的RISC-V發(fā)展的很不錯(cuò)，且大公司有大公司的優(yōu)勢(shì)，“他們自身有相對(duì)完備的技術(shù)和資源，可以支持自己研發(fā)”。
而當(dāng)問(wèn)及“晶心科技RISC-V芯片出貨量”這個(gè)尖銳的問(wèn)題時(shí)，林志明也誠(chéng)懇說(shuō)道：“晶心客戶(hù)RISC-V芯片年出貨量如果與前一代V3芯片一樣以同樣進(jìn)度達(dá)到10億顆的出貨級(jí)別，至少還需要5-6年，但在RISC-V 全球風(fēng)潮下，樂(lè)觀(guān)地看，我認(rèn)為有機(jī)會(huì)在3-4年達(dá)成年出貨量20億顆。一方面，這與芯片開(kāi)發(fā)周期相關(guān)，一款芯片從定義、設(shè)計(jì)、流片、驗(yàn)證及量產(chǎn)，往往需要幾年時(shí)間。另一方面，雖然很多企業(yè)都在用RISC-V，但是每家的進(jìn)度和應(yīng)用領(lǐng)域并不同。”
中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRVIC）理事長(zhǎng)戴偉民博士曾表示，開(kāi)放的RISC-V生態(tài)是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一次機(jī)會(huì)。確實(shí)，RISC-V行業(yè)內(nèi)完善自主、可控創(chuàng)新且繁榮的處理器生態(tài)，可以促進(jìn)中國(guó)乃至世界處理器內(nèi)核IP產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)的碎片化場(chǎng)景和人工智能異構(gòu)計(jì)算的應(yīng)用。
晶心科技是RISC-V基金會(huì)創(chuàng)始會(huì)員，數(shù)個(gè)任務(wù)組的召集或共同召集人，也是RISC-V開(kāi)源軟件GNU/LLVM工具鏈及Linux核心相關(guān)軟件的主要維護(hù)者之一，同時(shí)擔(dān)任中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)，非常積極共同推廣RISC-V架構(gòu)及生態(tài)系。自然，晶心科技對(duì)RISC-V有很強(qiáng)的市場(chǎng)信心，也將在后續(xù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中以身作則。林志明表示，“我們（晶心科技）在設(shè)計(jì)理念方面和RISC-V非常接近，用戶(hù)過(guò)渡成本非常低。現(xiàn)階段我們也希望用自己的行動(dòng)大力推廣及領(lǐng)導(dǎo)RISC-V生態(tài)發(fā)展，公司后續(xù)產(chǎn)品將全部采用RISC-V架構(gòu)。”
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