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[導讀]RISC-V內核開始出現(xiàn)在異構SoC和封裝中,從一次性的獨立設計轉向主流應用,被用于從加速器和額外的處理內核到安全應用等各種領域。這些變化雖細微,但意義重大。這代表著越來越多的人接受基于開源指令集架構的芯片或小芯片(chiplet)可以與Arm、Synopsys(ARC)和Cadence(Tensilica Xtensa)等公司的內核相結合,從而創(chuàng)建一個相對便宜而靈活的定制選項。雖然RISC-V尚未在獨立應用領域取得進展,但Ventana Micro Systems等公司正在測試基于RISC-V的高性能計算芯片在數(shù)據(jù)中心的應用。

RISC-V內核開始出現(xiàn)在異構SoC和封裝中,從一次性的獨立設計轉向主流應用,被用于從加速器和額外的處理內核到安全應用等各種領域。這些變化雖細微,但意義重大。這代表著越來越多的人接受基于開源指令集架構的芯片或小芯片(chiplet)可以與Arm、Synopsys(ARC)和Cadence(Tensilica Xtensa)等公司的內核相結合,從而創(chuàng)建一個相對便宜而靈活的定制選項。雖然RISC-V尚未在獨立應用領域取得進展,但Ventana Micro Systems等公司正在測試基于RISC-V的高性能計算芯片在數(shù)據(jù)中心的應用。

異構設計有很多挑戰(zhàn),因為并非所有SoC中的模塊或高級封裝中的芯片/小芯片都是由同一個工程團隊開發(fā)的。在許多情況下,它們甚至不是在同一個國家開發(fā)的。從集成的角度來看,組件越多越復雜。

雖然RISC-V的優(yōu)勢越來越明顯,但潛在的問題也越來越突出。Davidmann表示,對于RISC-V社區(qū)來說,質量和驗證是巨大的挑戰(zhàn),他們通常無法像一些大型處理器公司那樣承擔相同數(shù)量的驗證周期。他說:“我們必須共同努力,合作構建應用生態(tài)系統(tǒng),因為內核的質量將是未來的一大挑戰(zhàn)?!?

RISC-V在中國的發(fā)展非常迅速,英國機構Global Data甚至認為:“中國大陸在大力發(fā)展RISC-V架構,以擺脫對ARM的依賴,5年后將會見到顯著的成果,那時候說不定ARM就可有可無了?!?

此語實在有些危言聳聽,但不可否認的是,RISC-V的潮流正在迅速席卷而來。但就目前來說,RISC-V不可能太快取代現(xiàn)有的芯片架構,一些使用ARM的企業(yè)轉向RISC-V仍要經(jīng)歷漫長的過程。

Gartner芯片行業(yè)分析師也表示:“RISC-V這類芯片架構的市場需要培養(yǎng)5-10年才有機會與ARM競爭,現(xiàn)在的問題不僅僅是生態(tài)沒有建立起來,產品的性能也還有待提升?!?

RISC-V的集成并不簡單,需要更多的應用來管理核心質量和驗證。隨著RISC-V的生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,未來肯定會展現(xiàn)出新的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。

從架構復雜程度看,RISC-V本身非常簡單,基礎指令集則只有40多條,加上其他的模塊化擴展指令總共幾十條指令,其規(guī)范文檔僅有145頁,而“特權架構文檔”的篇幅也僅為91頁。ARM由于是一種封閉的指令集架構,所有廠商在采用ARM IP核心后,不能基于原有設計自行更改芯片,企業(yè)只能調整自身需求來迎合ARM核心。經(jīng)過多年的發(fā)展,ARM指令集變得極其復雜和繁瑣,相應的架構文檔有上千頁。這也變相導致了ARM處理器的研發(fā)門檻要遠高于RISC-V。

從加利福尼亞大學伯克利分校的一個實驗室中翩然起步,如今距離RISC-V的誕生已經(jīng)過了十年有余。這個每每被談及,必與X86、Arm相提并論的新興指令集架構,正在物聯(lián)網(wǎng)、云端等更多應用場景中發(fā)揮潛能,吸引了眾多企業(yè)紛紛布局。IP廠商Imagination在2022年夏季推出了首款商用RISC-V內核,用于片上系統(tǒng)(SoC)設計;英特爾2022年2月宣布正式加入RISC-V國際協(xié)會,并且投資4億歐元與西班牙超算中心合作,計劃在10年內開發(fā)出基于RISC-V的超算CPU;谷歌將為RISC-V芯片推出新的開源操作系統(tǒng)。

在與Arm的“專利戰(zhàn)”爆發(fā)后,高通對RISC-V的布局更加積極。高通產品管理總監(jiān)Manju Varma表示,高通已經(jīng)基于RISC-V打造了許多產品,截至2022年底,采用RISC-V架構的高通芯片出貨量已經(jīng)超過6.5億顆。目前,高通的PC、移動設備、可穿戴設備、聯(lián)網(wǎng)汽車以及AR/VR頭顯的SoC中都使用了RISC-V微控制器。據(jù)市場調研公司Semico Research預測,到2027年,市場上將有250億個基于RISC-V的AI SoC,預計同年收入達到2910億美元。

目前25 個 RISC-V 國際頂級成員中有 13 個來自中國,包括阿里云、華為技術有限公司和中興通訊、騰訊、百度等等,這些廠商都在RISC-V芯片上提前布局了,相信接下來RISC-V芯片,在這些中國廠商的發(fā)展下,將會迎來真正的爆發(fā)。

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