从质疑到认可，RISC-V的未来充满期待
本帖最后由 小飞飞 于 2020-7-15 10:11 编辑EEWorld
科技进步使得数据传输量大增，处理器运算效能也须跟着提升，RISC-V技术便应运而生。RISC-V透过开源标准协作推动处理器之开放性与延伸性，提升效能，使数据传输、撷取及保存更有效率，以满足如人工智能、机器学习等新兴应用。
从2014年正式发布第一版用户手册时面临多方质疑，到后来成为印度国家指令集，再到今年国内发布首个RISC-V支持政策。经过短短几年时间，RISC-V不仅有政策的支持，企业和学术圈对这个开源指令集的关注度也在不断提高。
近日，在北京就举办了一场RISC-V研讨会，此次研讨会的主题并不是以往对于应用的谈论，而是稍微偏向了学术和前瞻性探索，全部讨论的都是RISC-V技术。
RISC-V要从2010年说起，当时加州大学伯克利分校的一个研究团队准备启动一个新项目，为新项目选架构的时候研究团队看到了Arm、MIPS、SPARC和x86等，但这些指令集不仅越来越复杂，还有很多IP法律问题。所以伯克利研究团队临时组建一个四人小组，开展了一个3个月的暑期小项目设计新的指令集，目标是新的指令集能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器。具体地说，RISC-V指令集架构简单、完全开源并且免费，将基准指令和扩展指令分开，可以通过扩展指令做定制化的模块和扩展。需要指出的是，RISC-V的基准指令确定后将不会再有变化，这是RISC-V稳定性的重要保障。
因此，在中国缺芯的大讨论中，有观点认为伯克利分校3个月就能设计出一套全新的指令集，这表明指令集的设计并没有那么难，更大的难点在于指令集生态的建设。但其实RISC-V从2010年开始到2014年才正式发布第一版用户手册，中间经历了4年。还有一点不容忽视，在RISC-V指令集架构之前，伯克利分校已经有了四代RISC指令集架构的设计经验，第一代RISC指令集早在1981年就已经出现，因此指令集的开发简单与否并不是那么容易得出结论。
http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/306c9dc0cf8c43eba855d86750b1ee0e.jpegDavid Patterson教授带领研制的五代RISC处理器
至于RISC-V的生态建设，成立于2014年, 致力于在网络边缘端进行智能边缘计算的法国初创公司GreenWaves Technologies CEO Loic Lietar接受雷锋网专访对此发表了自己的看法。他表示：RISC-V作为后来者生态的建设正在快速发展，也正在快速成熟。从2015年非盈利性组织RISC-V基金会（RISC-V Foundation）成立，两年内已经有150多个单位加入，包括谷歌、华为、英伟达、高通、麻省理工学院、普林顿大学、印度理工学院、中科院计算所等。
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RISC-V微处理器的兼容性不是问题
RISC-V基金会执行总监Rick O'Connor在此次研讨会上介绍了RISC-V架构和基金会概览。
http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/26bb8f9c83604b0180ec6971906898e5.jpegRISC-V基金会（RISC-V Foundation）
Rick O'Connor表示，无论是在网络、OS、编译器、数据库、图形图像等领域，无论是开源或封闭的产品都获得了成功，那么在架构领域，除了封闭x86和Arm之外，开源架构一定可以有一席之地的。而其中最重要的，就是需要软件和硬件达成最紧密的合作。
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Rick O'Connor表示，现如今人工智能处理器及SoC中存在着多种架构的内核，包括应用处理器、图形、射频、安全、电源管理等，有些架构适合大数据量处理，有些只是执行简单操作，因此需要更节省地方更节约功耗，所以在进行架构设计时，往往都会依据应用而划分。
Rick O'Connor介绍了RISC-V的不同之处，RISC-V是目前最小的架构，指令不多，所以非常方便使用。RISC-V由于是全新架构，没有过去那么多的包袱，同时，RISC-V未来也不会新增任何指令。为了满足RISC-V的多样性，RISC-V支持了一些标准扩展指令，同时也允许客户自定义，实现了强大的可扩展性。
为了积极推进RISC-V，RISC-V的发明者David Patterson和Andrew Waterman推出了几本关于RISC-V的学习书籍与课程，帮助教育界普及RISC-V相关知识。
在谈到RISC-V基金会时，Rick O'Connor给出了会员增长趋势，RISC-V基金会呈现爆发式增长态势。现在RISC-V组织成员已经涵盖了27个国家，覆盖52%的人口区域。Rick O'Connor以NVIDIA Falcon产品为样本，介绍了为何NVIDIA会选择RISC-V，就是因为RISC-V在各方面均可满足NVDIA的产品要求。而其谈到西部数据时，则表示RISC-V可扩展性和开放性架构满足了西部数据对于高密度大数据或者低功耗高效处理的快数据等不同处理需求。中国RISC-V产业联盟（CRVIC）秘书长滕岭：RISC-V助力中国处理器市场自主可控繁荣创新http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/724667a936004b57a06b1c637ac987ab.jpeg中国RISC-V产业联盟（CRVIC）秘书长滕岭则以中国处理器的自主可控繁荣创新四大要素，分析了目前的市场状况。她表示：就目前产业现状来看，比如X86、Arm等包括IP授权或架构授权的模式，虽然不可控但都呈现了很繁荣的生态系统，然而自主可控的CPU生态系统都不够繁荣，这的确是需要反思的。但是如果采用RISC-V做CPU的话，既可以满足自主可控的要求，同时还能投入到繁荣的生态系统中。滕岭表示，CRVIC的成立和政府的指导分不开，上海经信委发布第一个明确支持RISC-V的政策，同时牵头指导成立了非盈利联盟，目前CRVIC会员单位包括了国内CPU开发公司、也包括了下游厂商，此外还有复旦交大等高校以及大基金的支持，可以说是全方位的覆盖。Imagination中国区技术经理郑凯：垄断对产业不健康Imagination中国区技术经理郑凯则表示，对于一个产业来说，垄断是不健康的，通过晶心科技帮助拓展RISC-V，使得客户从技术或者商业角度，都有更多选择，可以构建更健康更公平的生态系统，这是大家希望看到的。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/246160be2b834d70805b33664f012b4c.jpeg郑凯介绍了Imagination的一些基本情况，目前公司拥有GPU、人工智能以及互联三大IP技术，拥有25年的GPU开发经验，累计GPU出货超过60亿颗，而在Imagination GPU中，有一项TBDR技术，该技术只会处理你看到的数据，不会把所有数据处理，这样就可以实现同样单位面积下产生更好性能，从而节约更多带宽与功耗。而在人工智能方面，郑凯认为只有拥有自己的核心算法，核心硬件竞争力积累的技术性公司，才能够持久的提供最好的技术。Imagination在2017年推出了第二代神经网络加速器，在整个AI 端侧领域算力遥遥领先，今年底Imagination还会发布第三代神经网络加速器，届时性能将有更进一步的提升。晶心科技CEO林志明：全球每5台智能手机中，就有一台嵌入了晶心科技的处理器林志明介绍了晶心科技的一些现状，目前有140个全球授权客户，分布在欧美和中国及台湾地区等，累计发售超过30亿颗基于晶心处理器内核的SoC，涵盖从手机到服务器的大部分领域。“目前全球每5台智能手机中，就有一台嵌入了晶心科技的处理器。”http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/9180101ddf2b4a109eaf114e7b36de57.jpeg实际上，晶心过往架构指令集核心，被广泛应用到各种嵌入式设备中，频率覆盖从10MHz到1.5GHz。林志明将成功归结于产品性能领先竞争对手，拥有更宽阔的开发环境及工具链，对客户的技术支持非常到位与及时，同时在营销上面也更具弹性，积累了众多的经验。而面对如何迈进RISC-V新架构，林志明表示，晶心科技比较了自己的V3处理器架构和RISC-V之后，发现两者基本相同，所以很顺利的就可以从V3转到RISC-V。谈到RISC-V基金会，晶心科技很早就进入基金会中，并将晶心此前积累的一些独有的优势，包括软件、扩展指令集、低功耗技术等方面均给基金会做了贡献。林志明强调，在RISC-V上，晶心不只是提供处理器内核，而是为了迎接更多RISC-V架构的新进客户，推出众多工具，利用自身积累的经验，不断降低客户的设计门槛及时间。晶心科技只是IP供应商，但是其和全球众多设计服务厂商均有合作，为客户提供更快的服务。“我们会继续定位在专业的IP服务商，用我们的诚意和技术保证各位SoC开发时效，我们将是各位最佳的RISC-V合作伙伴。”林志明说道。晶心科技技术长兼资深副总经理苏泓萌：详解晶心25系列产品http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/8a1fc56f4b7945ca9852f24cca7f3ff9.jpeg晶心科技技术长兼资深副总经理苏泓萌则从技术上详细解读了晶心科技的RISC-V内核优势。苏泓萌表示，RISC-V指令集支持扩展指令，但是却严格限制扩展指令，给客户提供专属的定制化空间，所以绝对不会出现碎片化现象。苏泓萌表示，可扩展性是让RISC-V更往前发展的一大重要因素，但这需要选择合适的合作伙伴。目前晶心科技推出了定位快和小的25系列产品，相比于Cortex-A7或者Cortex-M7，性能都有提高。如果采用台积电28nm制程的话，N25 1GHz只需要37K逻辑，0.033mm2面积，功耗仅为4.1μW/MHz。同时，苏泓萌还分别对比了标准的RISC-V产品和N25，实际处理性能要比标准RISC-V高出20%，代码量减少12%。晶心科技不光有处理器IP，而是构建了一套CPU子系统，外加总线接口相关IP以及合作伙伴的IP整合在一个平台。苏泓萌表示，晶心科技已经对未来进行了详细的蓝图布局，包括更小面积更小功耗的处理器以及更高性能的多核产品，可满足用户未来的需求。晶心科技技术企划部资深技术经理谢光宇：Knect.me助力合作伙伴创新平台http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/fde73e43d05246eebd81f9705abc2a28.jpeg晶心科技技术企划部资深技术经理谢光宇强调，在IP、设计服务、代工厂、软件及开发环境以及EDA领域，晶心科技都拥有完整的合作伙伴矩阵。
比如和Imperas、劳德巴赫、ultraSoC在软件开发调试上的合作支持，和耐能在神经网络单元上的合作，和Relajet、Unlimiter Hear、Cyberon在智能音箱方案上的合作，和inside secure、Silex Insight、SecureRF在安全上的合作，和华畅科技、L&T在基站协议栈上的合作，和ORCA、RafaelMicor在NB-IOT上的合作，可以说涵盖了物联网应用的方方面面。正是因为构建了广泛的合作，晶心科技专门开发了knect.me这个网站，网站呈现了所有合作伙伴的内容，用户可以很方便进行寻找。谢光宇表示，晶心科技只是RISC-V生态链的一小部分，未来还是需要所有合作伙伴共同支持，可以让RISC-V迅速发展。Inside Secure大中华区总经理官恒治：如何从安全方面满足物联网需求http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/fce1e61a0f474af2b5a69cd9b12e728c.jpegInside Secure大中华区总经理官恒治表示，IP公司最大的好处，就是通过提供广受验证的IP，加速芯片公司的设计周期，为了让芯片后来者不用反复开发轮子。Inside Secure拥有超过25年的开发经验，超过600项专利，除了硅IP之外还提供软件。产品包括网络传输封包处理、金融保护、手机保护以及机顶盒相关等，目前公司业务55%来组软件，45%来自IP。官恒治给大家普及了Root of Trust的含义。如果把根秘钥比做行李箱，算法就是锁，最开始是一把小锁，后来随着时间演进，换成了数字密码锁，但是行李箱有拉链，如果把拉链破坏，有锁没锁都是一样的。但是Root of Trust就是相当于把根秘钥放到了Rimowa的硬壳行李箱中，除了钥匙，无法使用其他方法进行破解。官恒治表示，物联网一定要重视安全性，尤其是对于一些强制加解密算法，均需要进行认证，这对于缺乏经验的客户来说非常麻烦，而通过采用认证过的IP设计，客户可以避免复杂的认证流程，从而实现产品的快速上市。此外，Inside Secure还推出了一个Camo Logic Cell技术，该技术通过类似伪装的方法，可以实现芯片不容易被反向破解，从而确保自己的知识产权。京微齐力创始人兼CEO王海力博士：异构计算是FPGA的未来http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/e1204cc53129461ba6219c51b6ae791b.jpeg京微齐力创始人兼CEO王海力博士表示，未来越来越多的异构计算将会出现，这也是为什么公司要关注RISC-V的重要原因。“Xilinx的ACAP技术是未来FPGA发展的趋势所在，我们也要朝向这一方向发展。”中国科学院信息工程研究所/CNRV双周简报创始人宋威：助力中国RISC-V爱好者中国科学院信息工程研究所/CNRV双周简报创始人宋威介绍了此前在lowRISC上所做的一些经历，并预测未来RISC-V将会在低端应用领域首先普及。同时，其也介绍了CNRV双周简报，该网站旨在向中文用户宣传和推广RISC-V开放计算机架构，通过把外网关乎于RISC-V的讨论及RISC-V的相关新闻更新翻译成中文，推广给中国的更多爱好者。RT-Thread CEO熊谱翔：RT-Thread助力RISC-V IoT发展RT-Thread CEO熊谱翔则从操作系统角度出发，介绍了最新的RT-Thread 4.0情况，一直以来，RT-Thread都看好RISC-V，所以去年底就针对RISC-V的产品进行了开发板移植，以实际行动支持RISC-V的拓展，实际上RISC-V和RT-Thread有很多想通性，开源、效率高、面向物联网、可伸缩等，二者的紧密结合将会对RISC-V的普及产生巨大作用。最后由Imperas的VP Marketing Kevin McDermott主讲了《Cycle Approximate Timing Simulation of Andes RISC-V Processors》http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181113/db598332b4ca4dde941c12662e085a87.jpeg此外，清华大学教授、深鉴科技联合创始人汪玉博士担任了圆桌论坛的主持人，与苏泓萌、官恒治、王海力以及宋威，一同谈论了《Is RISC-V Ready for Your Design?》。而专家们都对RISC-V的未来充满着期待。RISC-V的开源给了全世界的厂商一个发展物联网市场好机会，也能在一定程度上实现中国芯的自主程度，希望未来有更多科技企业，能够积极建设RISC-V生态系统平台，为RISC-V的普及贡献自己的力量，为中国自主可控繁荣创新的集成电路产业贡献自己的力量。
本篇完
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