RISC-V：始于免費(fèi)，忠于開放
2019年3月19日，“RISC-V CON”上海站在國信紫金山大酒店成功舉辦。作為RISC-V 基金會的創(chuàng)始成員，RISC-V開源工具鏈和Linux內(nèi)核主要維護(hù)者的晶心科技，向與會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10億顆，至今總累計出貨量超過35億顆。這些晶心客戶的系統(tǒng)芯片被廣泛運(yùn)用于語音識別、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儲存裝置、人工智能及機(jī)器學(xué)習(xí)、GPS、無線充電等各種領(lǐng)域應(yīng)用。這也令眾多對RISC-V開源架構(gòu)持觀望態(tài)度的公司更加躍躍欲試。
在現(xiàn)場，晶心科技總經(jīng)理林志明和晶心科技技術(shù)長蘇泓萌接受了Techsugar以內(nèi)多家媒體的采訪，進(jìn)一步為大家解答了當(dāng)下關(guān)于RISC-V的熱點(diǎn)問題。
晶心科技總經(jīng)理林志明（右）和晶心科技技術(shù)長蘇泓萌（左）
RISC-V為非營利組織RISC-V基金會所制定的開源指令集架構(gòu)(ISA)。由于RISC-V具備精簡、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及新世代存儲和連網(wǎng)等設(shè)計。
客制化指令能大幅強(qiáng)化應(yīng)用性能，同時兼顧可編程性。然而設(shè)計新指令需CPU專業(yè)知識及大量人力來修改既有的處理器硬件和相關(guān)軟件工具，并確認(rèn)其功能無誤，因此加入客制化指令對許多SoC設(shè)計團(tuán)隊來說并不容易。
晶心科技的產(chǎn)品會提供ACE設(shè)計環(huán)境，這可以大幅簡化加入客制化指令的步驟。工程師只須建立一個ACE描述檔來定義輸入/輸出接口及以C語言描述的指令意涵，再加上一個相對應(yīng)的精簡Verilog文件來描述其邏輯電路，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)計環(huán)境是自動產(chǎn)生ACE指令的關(guān)鍵，能幫助SoC設(shè)計團(tuán)隊省去許多底層RTL設(shè)計工作，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設(shè)計也能快速上手，這讓工程師能專注于利用ACE強(qiáng)大的功能，而不是花費(fèi)時間摸索CPU管線的運(yùn)作方式。
林志明認(rèn)為，決不能盲目鼓吹RISC-V的應(yīng)用場景，要謹(jǐn)慎認(rèn)識RISC-V當(dāng)前的市場優(yōu)勢和局限，抱有正確的期待：“雖然說RISC-V打破了X86和ARM架構(gòu)壟斷，但是想要替代X86在個人電腦和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)，如果有客戶想要做個人電腦、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有其開源、極簡、模塊化及可擴(kuò)展的優(yōu)勢，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)勢和機(jī)會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、自動駕駛等?！?/strong>林志明的看法也表露出了晶心科技對RISC-V的看好和市場信心：“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，占比會逐步提高。”
但話又說回來，認(rèn)識到“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，但開放才是RISC-V最核心最寶貴的特點(diǎn)。對此，林志明強(qiáng)調(diào)要正確理解RISC-V的開放：“對于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，甚至仍然處于市場推廣期，其生態(tài)系統(tǒng)不夠豐富強(qiáng)大。因?yàn)閷C設(shè)計公司來說，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能促進(jìn)RISC-V更好的發(fā)展，這是一種良性循環(huán)，每個參與其中的公司都將從中得益。
林志明認(rèn)為，很多人對RISC-V的了解還停留在淺層次，只是“聽朋友們在說”的一個概念，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，總體還處于市場推廣階段，林志明指出，在中國，像樂信、華為等企業(yè)的RISC-V發(fā)展的很不錯，且大公司有大公司的優(yōu)勢，“他們自身有相對完備的技術(shù)和資源，可以支持自己研發(fā)”。
而當(dāng)問及“晶心科技RISC-V芯片出貨量”這個尖銳的問題時，林志明也誠懇說道：“晶心客戶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10億顆的出貨級別，至少還需要5-6年，但在RISC-V 全球風(fēng)潮下，樂觀地看，我認(rèn)為有機(jī)會在3-4年達(dá)成年出貨量20億顆。一方面，這與芯片開發(fā)周期相關(guān)，一款芯片從定義、設(shè)計、流片、驗(yàn)證及量產(chǎn)，往往需要幾年時間。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RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRVIC）理事長戴偉民博士曾表示，開放的RISC-V生態(tài)是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一次機(jī)會。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)的碎片化場景和人工智能異構(gòu)計算的應(yīng)用。
晶心科技是RISC-V基金會創(chuàng)始會員，數(shù)個任務(wù)組的召集或共同召集人，也是RISC-V開源軟件GNU/LLVM工具鏈及Linux核心相關(guān)軟件的主要維護(hù)者之一，同時擔(dān)任中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長，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RISC-V有很強(qiáng)的市場信心，也將在后續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)中以身作則。林志明表示，“我們（晶心科技）在設(shè)計理念方面和RISC-V非常接近，用戶過渡成本非常低。現(xiàn)階段我們也希望用自己的行動大力推廣及領(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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