日前,在SiFive组织的北京技术研讨会上,SiFive市场与业务拓展总监陈伟容介绍了RISC-V的路线和发展机遇
SiFive作为RISC-V指令集和开源硬件的领导者,由RISC-V的发明者于2015年7月创立。是全球首家基于RISC-V定制的半导体企业,在全球10个国家和地区设有分支机构,成为目前规模最大的RISC-V商业化公司。其高性能可定制IP支持单核和多核,支持32位至64位处理器。SiFive可以通过定制的开放式架构处理器内核,帮助SoC设计人员缩短上市时间,降低成本。同时,它使系统设计人员能够基于RISC-V构建定制的半导体,从而实现芯片优化。SiFive完善的生态系统和产品系列可以满足不同客户的需求。
SiFive官网介绍了SiFive在中国的使命。
RISC-V的繁荣需要纯粹的商业运作
陈伟容表示,Arm能在移动市场占据绝对领先地位,IBM 360指令集架构能有50多年的历史寿命,以及SUN、DEC、MIPS等商业公司的ISA架构,原因有很多。有起有落。但最终还是要依靠软件和生态系统的支撑,保证商业化的运营模式,保证公司能够持续取得良好的运营状况,这样标准才有存在的意义。这也是SiFive的初衷,为了更好的将RISC-V商业化,让架构真正运行起来。
谈到传统CPU架构和RISC-V架构的区别,陈伟容以吃饭点餐为例。传统的CPU架构需要搭配各种菜品来满足不同食客的需求,所以越做越大,变成了自助餐,会造成很大的浪费。另一方面,RISC-V采用自由选择和可扩展的模式,包括必需的IP、可选的乘法器、浮点计算等。,并通过模块化的方式按需定制,实现最合适的搭配,避免浪费。
陈伟容强调,整个过程是一个分化的过程,而不是分裂的过程。作为RISC-V基金会,什么样的指令集扩展需要基金会成员投票。
UC-Berkeley在历史上推出过五代处理器,RISC-V的V既表示第五代,也表示Vector。
RISC-V需要中国企业参与建设
截至2019年7月底,RISC-V基金会拥有327名成员,其中178人来自企业,覆盖全球28个国家,占总人口的52%。该基金会的产业链相对完整,包括IP和芯片生产和设计服务公司、研究所、开发工具供应商和终端芯片供应商。其中中国有36家,占总数178家的20%,增长势头良好。
“目前RISC-V的产业链已经足够开放,可以支持更多的公司进入,尤其是在芯片比较热的时候。做铲子还是一个很好的创业机会,包括IP、编译器等可以容纳更多的市场。”陈伟容说。
“RISC-V基金会只有三名全职员工,大部分都是全体成员无偿捐赠的。也希望中国公司能积极参与标准组织的讨论,目前比较缺乏。”陈伟容说。RISC-V基金会目前有20个讨论组,大部分是欧美公司搭建的。
好的生态系统需要产学研的共同努力,开放只是标准建设的第一步,包括参与和维护。
如何看待碎片化和多元化
RISC-V的进化总是伴随着碎片的声音。陈伟容说,分散化是不可取的,但多样化是必要的。他举了一个例子:“比如从北京开车到天津,有人开左驾,有人开右驾。其实目的是一样的,只是方法不同。这就是碎片化,其实没必要。不过多样化,有人骑自行车,有人开车,骑自行车可以锻炼身体,开车讲究速度。这是解决不同问题的不同方式,多元化值得称赞。”
产学研共同发展
陈伟容说,在政府方面,美国DARPA在安全招标提案中要求使用RISC-V;印度已经将RISC-V作为其国家ISA,并推出了6款不同等级的RISC-V处理器。以色列正在建设基于RISC-V的孵化器;最近,巴基斯坦政府也宣布RISC-V为国家“首选架构”。
在研究机构方面,伯克利-清华在深圳设立了RIOS实验室,麻省理工学院、伯克利大学、密歇根大学、康奈尔大学、加州大学圣地亚哥分校等。都在用RISC-V,很多顶尖学校已经开始开设RISC-V课程。
目前,包括上海和北京在内的中国政府正在努力促进产业发展,并推出相关的支持政策。
在企业端,IP趋势包括:晶鑫科技宣布完成60项设计胜选,阿里巴巴的平头哥910也于近日在恒空诞生。与此同时,业内多家IP公司推出免费计划普及RISC-V,包括Nuclei的1分钱计划和Andes的FreeStart计划。
在芯片层面,紫光推出了两款基于RISC-V的蓝牙芯片,小米、比特大陆、爱派克、建安于之、有为科技都推出了基于RISC-V架构的芯片。
陈伟容表示,8月8日,RedHat宣布加入RISC-V基金会,这代表了RedHat和IBM对RISC-V在服务器领域的认可,也标志着RISC-V未来在服务器领域拓展的信心。
除了物联网、AI和服务器,RISC-V在汽车行业也在扩张,尤其专注于功能安全。目前有芯片厂商正在评估。
Sifive抄本
01,65.4米,6/10,20,筹码。这是陈伟容对SiFive 2019的总结。
101项设计获奖,这是截至2019年6月的数字,第三季度增长超过20%。
64 m是SiFive最近获得的融资额,已经完成D轮融资,投资方包括高通创投、英特尔投资、三星等,证明SiFive和RISC-V是业界所期待的。
6/10是指目前排名前十的半导体公司中,有六家是SiFive的客户,不仅替代了原有产品,还在探索新的领域。
20表示目前DesignShare的合作伙伴已经达到20家。
芯片联盟于今年3月成立。SiFive与Google、Western Digital一起作为初始成员企业,专注于开源硬件和开放的RISC-V架构,共同定义芯片模板,为创建和部署新的开源芯片设计、实现产品快速迭代提供了创新尝试。
“SiFive实现了多种创新模式,包括保证每个季度都有新的CPU核心推出,所有最新的CPU核心都可以年费授权。此外,用户可以选择核心设计师云设计服务,在线定制核心设计。”陈伟容补充道。
SiFive和人工智能
SiFive软件工程师总监廖世贤介绍了SiFive和RISC-V在领先嵌入式人工智能方面的成果。目前在人工智能领域,芯片面临的挑战包括精度、内存带宽、功耗和可扩展性等。因此,有必要设计一个架构灵活的AI。目前CPU和GPU都不能很好的做定制设计,缺乏灵活性。“尤其是小公司,Arm这些年来进步不大。同时也不支持定制,小公司很难负担得起。”廖世贤说。“RISC-V的思路是通过架构创新和开源,让架构符合应用,满足模块化定制和专业化的要求,让客户专注于自身优势,实现更大的差异化价值。”
目前SiFive提供了多种不同性能的处理器IP,涵盖高、中、低端,不同功耗,不同处理位。同时,它还通过设计共享提供各种合作伙伴IP,或者客户可以设计自己的IP。同时,提供了基于云的SoC模板。通过云自动化设计,客户可以在短短3个月内从定义规格到流片。2018年已经有300款基于SiFive的流片芯片。
目前,SiFive重点推广分别面向边缘物联网和AI应用的28nm自由感知和7nm自由革命产品。
si five如何推动垂直领域的技术创新
SiFive研发副总裁胡建介绍了SiFive如何推动垂直领域的技术创新。胡建表示,随着摩尔定律达到物理极限,需要考虑如何在后摩尔时代设计芯片,包括提高硬件效率、架构创新和应用驱动。
胡建以高通和苹果为例。高通是传统的芯片开发模式,要求先有产品,再有相应的系统。这个时候,芯片就是技术的驱动力。如果芯片不能继续进步,整个系统就很难进步。而苹果则是垂直定制模式,根据应用场景确定软件和算法,最终定义芯片。
胡建说,“垂直领域芯片的定义是未来,其特征是通过专注于芯片来形成核心技术。这需要使用针对应用领域优化的DSA(特定领域架构)。通过垂直领域技术,借助软件工程和互联网理念,根据具体应用场景确定软件、协议栈和算法,全栈优化的芯片在性价比和能耗比方面会有明显优势。”
当然,每个人都想定制自己的芯片,但也面临着很大的挑战。胡建指出:“首先,我们需要有足够的可以整合到垂直应用的IP资源;二是SoC平台,包括IP总线架构等。,并能快速完成可靠的系统集成设计;第三,分工足够丰富。一个芯片的设计和实现需要十多个职位和具有不同专业知识经验的人才;第四是时间成本,需要快速上市以适应市场变化;第五是成本,包括芯片成本和创新实践过程的成本。”
SiFive提供的各种不同性能的内核产品
如何用芯片证明创新的想法?SiFive可以给业界带来帮助,包括提供标准的RISC-V指令集IP,这完全是标准指令,不是兼容IP,可以提供最高效的产品,留给用户自定义空室;第二是提供最大的可扩展和可配置的模块化设计;三是继续开源,推动进一步生态化发展;四是大力推进合作伙伴生态圈建设,通过设计分成为客户提供众多合作伙伴的IP平台,此外还有代工厂、设计服务公司等。第五是要有敏捷的设计能力。通过使用云设计环境核心设计器和模板概念,用户可以快速完成原型设计,确保在12周内完成流片。
“我们想让大家知道,SiFive不仅是一家CPU IP公司,更是一家平台公司。所有与RISC-V相关的重要技术都在我们的平台上,完全可以服务客户,让他们更专注于差异化设计。”胡建说。
包括畅想中国战略市场与生态高级总监石鑫、成都瑞诚信微客经理张柏源、北京信息CTO焦金星、IAR高级经理胡、RedHat软件工程师魏等也分别就各公司以及与RISC-V、SiFive的合作进行了演讲,共同繁荣整个生态圈的建设。
现场还展示了各种演示,包括:
RISC-V NVIDIA演示
Hi Five Unleashed+NVIDIA扩展板物体识别演示系统
红帽软呢帽跑步
Hi未发布+microchip FPGA板运行Fedora操作系统
SiFive开发板
HiFive 1,HiFive 1 RevB,HiFive Unleashed
用于RISC-V开发工具演示的IAR嵌入式工作台
演示面向RISC-V的IAR Embedded Workbench的图形界面、工程设置和使用方法,以及如何通过I-jet仿真器将程序下载到Arty评估套件(SiFive E31内核)并在线调试。
SylixOS实时操作系统
演示SylixOS在U540开发板上运行的效果,演示如何使用RealEvo-IDE进行应用开发和调试。
ECS安全容器
syl xos ECS(Embedded Container for Safety)不仅具有进程地址间的隔离空,还实现了容器的资源隔离和配额,有效保障了嵌入式系统的安全性。同时,它比docker和虚拟机更轻便、更高效。
机库演示
高性能GPU增强其在移动平台上的实际应用;在Unity游戏引擎中运行VuForia AR引擎。
光线跟踪演示
PowerVR光线追踪实时环境光遮挡,提供精准优质的环境光;PowerVR光线追踪允许任何表面作为光源,实现更平滑的光照;光线追踪的阴影非常准确,没有人为痕迹;高质量的光线跟踪阴影和真实阴影半影。
虚拟演示
基于硬件的虚拟化;充分利用最大成本效益;高鲁棒性和最大的安全性;质量等高级功能。
超低功耗MCU/物联网模拟平台
该平台采用22纳米/40纳米/55纳米/90纳米/110纳米/130纳米工艺实现。它包括eNVM、超低功耗定制PMU、时钟发生器、AD/DA/比较器、接口、GPIO、传感器等。
逻辑闪存
逻辑闪存是一种基于CMOS工艺的嵌入式闪存技术,不需要工艺调整和掩模加法器。它可以在180纳米到55纳米的逻辑/BCD /HV技术中实现。