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RISC-V“香山论剑”,技术优势和应用优势在哪里?

Felix分析 来源:电子发烧友网 作者:吴子鹏 2022-06-29 07:42 次阅读

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)6月24日,北京开源芯片研究院在B站名下账号开设主题直播,香山论芯第一期的主题为“开源芯片、香山玄铁”,嘉宾包括中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云刚,平头哥半导体有限公司副总裁孟建熠,腾讯蓬莱实验室总裁高剑林,珠海全志科技股份有限公司产品研发中心总经理黄少锐。

香山论芯第一期的话题围绕“为什么选择RISC-V”以及“香山、玄铁处理器的优势和客户反馈”展开,侧重点指向了RISC-V处理器的未来发展和布局。

包云岗在论坛上指出,国内很多芯片都嵌入了RISC-V的内核,比如音频、无线等应用领域,国内在这方面发展的很好。国际上,做RISC-V内核主要是SiFive,产品布局比较完整,从低端到高端都有,也涌现出一些新的公司,都在走高端,针对数据中心市场。国内外的创新显示出,RISC-V不仅是应对AIoT,在高端的数据中心领域也是有发展潜力的。

香山处理器正是北京开源芯片研究院在管理的产品,2022年4月9日,包云刚在微博上表示,开源高性能RISC-V处理器核心“香山”有了新的归属——北京开源芯片研究院。他在博文中指出,北京开源芯片研究院成立后经过四个月的筹建,开始启动第一批围绕“香山”的新项目,后续也将陆续启动其他开源芯片项目。

2021年首届RISC-V中国峰会上,国产开源高性能RISC-V处理器核心 “香山”正式发布。根据发布会信息,“香山”是在中科院计算所、鹏城实验室的支持下,通过中国开放指令生态(RISC-V)联盟联合业界企业一起开发的一款开源高性能RISC-V处理器核,它的架构代号以湖命名,第一版架构代号是“雁栖湖”,第二版架构代号是“南湖”。

“雁栖湖”已于2021年7月15日流片,这颗芯片采用28nm工艺; “南湖”据悉采用中芯国际14nm工艺,性能相较于第一代实现了翻倍。

包云岗在论坛上表示,香山的定位是做开源和高性能的,希望能够像Linux一样应用到高端领域中。香山的源代码是开源,开发香山的流程和工具也是开源的,是类比Linux的,这两个方面对生态建设有重要意义,也是香山区别传统开源处理器的特点,能够联合更多的企业做开发。

“面向未来,第三代香山处理器会采用更先进的制程,会达到更高的主频。现在的香山还不到“三岁”,我们会扎实地做下去。” 包云岗说到。

玄铁处理器在商用化程度上比香山处理器无疑会更高,发布时间也更早。2019年阿里云上海峰会上,平头哥正式发布玄铁910芯片。“玄铁”取自金庸小说杨过手里的神剑之名,寓意重剑无锋,大巧不工。

玄铁910一经发布就是当时业界最强的RISC-V CPU,支持16核,单核性能达到7.1Coremark/MHz,主频达到2.5GHz,比当时业界主流的RISC-V处理器性能高40%以上,较标准指令提升20%。2021年,平头哥发布了玄铁907,采用 5 级流水线设计,最高工作频率超过 1GHz,单位性能可达 3.8 Coremark/MHz。而在玄铁907发布之际,玄铁902、906及910等多款玄铁系列处理器出货量已超20亿。

在芯片性能上,2022年4月全球权威AI基准测试MLPerf发布最新榜单,玄铁RISC-V C906处理器的软硬件联合优化方案,取得了全部4个指标的第一。

孟建熠表示,玄铁的覆盖能够从MCU到边缘替代,目前平头哥在做边缘方面的量产,并会陆续发布。玄铁是有处理器系列的,因此是面向不同领域的,平头哥有清晰的产品路线图,会有不同性能的产品发布。后续,玄铁处理器的方向是走向高性能,也会更加在嵌入式细分市场做规划,做未来的创新。

在产品性能方面,孟建熠说到,玄铁追求的是稳定可靠。当然,玄铁是商用处理器,除了内核,也要打造平台和配对的软件,要做垂直优化。平头哥拥有丰富的软硬件生态,也是平头哥对RISC-V发展的重要价值。未来,平头哥不仅是持续增强处理器性能,也会优化操作系统、基础软件,引入AI等产业要素,让RISC-V更好地面向引用。

当前,RISC-V主要是从ARM架构手里抢地盘。谈到ARM架构和RISC-V的对比,高剑林讲到,ARM架构的授权费用还是比较贵的,不仅是内核,调试工具也是费用高昂。在应用灵活性方面, Arm公司是不允许修改指令集的,应用灵活性很低。目前,ARM架构处理器的产业模式是很聚敛的,需要很大的量,如果应用量达不到,很难进入到先进工艺的门槛,会越来越垄断。因此,开源的RISC-V让技术可得性更好,小批量也能做芯片,比如借助chiplet技术。相对而言,RISC-V的灵活性和中立性更高,只是商业化成熟还需要时间。

同时,他也是希望,国产芯片能够借助RISC-V在高端芯片领域和国际巨头对拼。

会上,大家还谈到了一个共性的问题,为什么选择RISC-V架构。包云岗表示,x86架构和ARM架构都是公司所有的,产品和指令集高度绑定,这是过去几十年的主流模式。但是,现在问题也出现了,处理器的供应链被少数公司管控,而RISC-V架构的出现让指令集不再是一个公司独有,而是大家一起来做标准,在过去处理器领域是没有的。借助RISC-V架构,我们就能够像通信产业一样来做处理器,用共同创新的开放模式做一个大的产业。

当然,包云岗也表示,RISC-V后续达到怎样的水平,还是要看大家的努力。

孟建熠则认为,处理器架构本质就是一个标准,处理器开放的好处就是能够共同制定标准,虽然处理器是软硬件的协同设计的,但本质也是标准创新。RISC-V作为开源系统,能够让创新累计,将不同的创新累加到别人的基础上,因此创新会有累加效应,所以说开源会对指令集创新有很大的好处。

高剑林对此指出,互联网的发展模式是开源生态长出来的,很多语言、软件和数据库都是这样,而芯片产业是没有看到这种模式的,x86架构和ARM架构都不是这个模式,而RISC-V架构是有这个潜质的,具备成长为更蓬勃的处理器生态的潜质。再考虑政治生态,RISC-V开源会有更深层次的意义。

黄少锐讲到,全志科技为什么选择RISC-V,第一个就是因为开源特性,是一个全球机构主导的开源指令集,能够借助全球创新做快速迭代,比如RISC-V在矢量运算方面的价值。而RISC-V也能够更好地应对AIoT,尤其是碎片化需求这种特性。

从香山论芯第一期的讨论能够明显感受到,业界对于RISC-V的发展是充满期待的,也是有很具体的发展思维,但作为开源架构,RISC-V要发展起来实现大愿景,需要软硬件系统地开源和规范化,这就需要大的生态支持,而这目前恰恰是RISC-V欠缺的。所以,对于RISC-V而言,时间是紧缺的,也是最大的挑战。

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