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不得不说,过去一年是RISC-V快速发展的一年。越来越多的还是国外,越来越多的企业开始进入这个市场,许多设计都出现在许多领域,并得到了越来越多的芯片制造商、工具供应商、大学和OEM的支持。2019年,国内公司将对国内公司进行对待RISC-V紧密布局,阿里平头哥、芯来、紫光展锐相继推出RISC-V新产品,欧洲公司也在虎视眈眈,印度等其他国家也在增加RISC-V从美国兴起的投资RISC-V大流愈演愈烈。
随着过去一年的积累,2020注定是RISC-V再创辉煌的一年!
在RISC-V在生态建设、开源和商业化推广的道路上SiFive作为领导者,有两个追随者:晶心科技和芯来科技Esperanto、Codasip、Cortus、Pintouge、Syntacore等待企业,都在做RISC-V IP产品。
第五届会议于今年3月在加州山景城举行RISC-V研讨会上,SiFive该行业首次推出开源RISC-V片上系统处理器——Freedom Everywhere 310 SoC。FE310是Freedom Everywhere系列可定制SoC专为微控制器、嵌入式、物联网和可穿戴应用设计的第一个成员。提供给开源社区FE310 RTL代码,SiFive旨在鼓励对RISC-V开源开发的软件支持和硬件开发。
2019年10月,SiFive还发布了用于高性能计算的新型U8系列核心IP。新型SiFive U8系列核心IP基于RISC-V 指令集架构是一种实时或应用处理器的过量设计,具有可扩展的乱序流水线和可配置选项。SiFive U8系列微架构提供一流的能效和面积效率,以及卓越的性能,满足客户对SiFive定制需求。
与当今市场上的同类产品相比,SiFive U8系列微架构设计每瓦特超过1.面积效率和性能的5倍。SiFive U8系列核心IP多核可运行Linux支持通用应用处理器设计的操作系统内存管理单元。SiFive U8系列微架构可以支持关键任务操作的实时模式,并呈现过去仅在先进工艺节点中实现的设计的高端性能。
SiFive U8系列核心IP具有可选浮点单元、定制指令扩展功能和RISC-V汽车、AI可以完美配置和定制边缘或终端应用程序的目标用例。
今年11月ICCAD上,芯来科技首次正式向业界发布了600系列芯来科技处理器IP—“N600及NX600和新的商业推广计划-IoT随芯包”。
N600系列32位RISC-V处理器及NX600系列64位RISC-V对标ARM Cortex-M7,R4, R5,R7等内核非常适合应用AIoT边缘计算、存储或其他实时控制应用程序。此外,新来科技希望尝试用技术服务模式取代传统IP推出授权模式IoT用户可以根据自己的研发计划选择合适的服务支持计划Package。
在此之前,芯来已经推出了100 系列、200 系列、300 他们计划今年推出900系列。
今年3月,晶心科技宣布推出32元RISC-V CPU核心N22.针对嵌入式协定处理应用,如高速通信和存储,适用于小型物联网和可穿戴设备等入门级MCU应用。N22可配置性高,晶心科在RISC-V系列中最新最小的产品。
晶心在CPU多年来,研发领域一直在努力,成员众多V3核心系列具有高效的短管和许多实用功能,包括硬体堆叠保护StackSafe、缩小程式码大小CoDense用于电源管理PowerBrake ,而N22就是这些丰富经验的结晶。
此外,今年4月RISC-V在台湾省研讨会上,晶心科技首次公开其32位元A25MP和64位元AX25MP RISC-V多核处理器。A25MP和AX25MP第一款完整DSP商业指令集RISC-V多达四个核心可以支持CPU核心。
6月13日,中关村核心园区和核启科技RISC-V在工程经验分享会上,国内发布了3款IP应用服务平台上架产品:SAR-T6系列、SAR-D9系列和TNA-300。
其中,SAR-T6系列对标ARM Cortex-M4,面向AIoT终端、传感器、机电MCU、轻量级智能和众核智能应用;SAR-D9系列对标ARM Cortex-A9,医疗、通信、工控、机电MCU、视频音频处理、轻量级智能、通用算法加速场景;TNA-英伟达开源神经网络加速器300对标NVDLA,面向设备端AI方案。
7月25日,在阿里巴巴云上海峰会上,阿里巴巴下半导体公司平头哥正式发布了玄铁910。玄铁910采用了3发射8执行的复杂乱序执行架构,是业内第一个每周期访问两个内存的人RISC-V处理器;基RISC-V扩展50多个指令,系统增强RISC-V计算、存储和多核能力。可用于高性能端上芯片的设计和制造G、人工智能和自动驾驶。
这是平头哥半导体成立后的第一款产品RSIC-V开源世界最新纪录。未来,平头哥将全面开放玄铁910 IP Core,全球开发者可以免费下载处理器FPGA快速开展芯片原型设计和架构创新。
当年10月,平头哥开源其RISC-V芯片设计平台 IP、基于操作系统、软件驱动和开发工具的模块 RISC-V 架构的玄铁 902 提供多种处理器 IP 还有驱动,可以让用户快速集成和验证,降低基本模块的开发成本。公司将在未来开放更多 IP 和玄铁处理器。
12月,专门为全球半导体技术客户开发超低功耗、面积有限的数字设备高性能图形,显示控制器和机器学习IP技术的公司Think Silicon宣布推出行业首款基于RISC-V ISA的3D GPU NEOX | V。
NEOX | V 的IP为计算机图形学、机器学习、视觉/视频处理、通用计算等应用提供了无数灵活的可能性。NEOX | V还提供了集成定制用户指令的框架,使公司能够定制其解决方案,以提高其目标应用程序的性能。
Think Silicon表示,软件支持将是NEOX | V的重点。他们指出,客户面临的主要痛点之一是软件资源有限和开发成本上升的限制EETimes,占总运营费用的60%-70%)。针对这些问题,NEOX | V将利用RISC-V基于开放标准的解决方案是在生态系统中不断增长的工具集(如编译器、优化器和调试器)。
2019年12月,西数发布了两款新产品SweRV核心产品SweRV Core EH2、SweRV Core EL2.都属于微控制器专用CPU。西数早在2018年底就发布了RISC-V指令集的独立通用架构SweRV、开源的SweRV指示集模拟器(ISS),并向第三方芯片制造商开放。
新发布的SweRV Core EH2基本架构不变,工艺升级为台积电16nm FinFET为了获得性能、功耗和面积的最佳平衡,模拟性能提高了29%,达到了6%.3 CoreMark/MHz,内核面积缩小39%,只有0%.067平方毫米。它仍然可以用于SSD控制器等领域。
SweRV Core EL2是超级精简版,还是32顺序架构,16nm工艺,但改为单路超标、4级流水线、单线程,核心面积仅为0.023平方毫米,性能约3.6 CoreMarks/MHz。主要用于替代控制器SoC时序逻辑和状态机必须尽可能小。
RISC-V技术本身优势明显,赢得了国内外众多厂商的青睐RISC-V中国在芯片进展方面尤为突出。为了减少对国外芯片技术的依赖,中国正在研究如何研究芯片技术RISC-V在开源指令集架构的基础上,大力开发新一代芯片。
今年6月,紫光展锐宣布推出TWS支持蓝牙5882的真无线蓝牙耳机芯片-春藤582.0,采用RISC-V处理器可以实现超低功耗和超低延迟,为用户提供高质量的双主耳体验。目前,春藤5882TWS蓝牙耳机已正式量产上市。
2019年8月22日,兆易创新GigaDevice宣布与芯来科技携手在行业内率先开源指令集架构RISC-V基于通用微控制器领域的引入,世界上第一个正式推出RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品,发布的新产品GD32VF第一批提供14种型号的103,包括QFN36、LQFP48、LQFP64和LQFP100等4种封装。供了108MHz运算主频,16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM缓存。
2018年9月,嘉楠Canaan第一代正式发布AI芯片勘智K芯片商业化于今年3月正式启动。芯片的发布也意味着嘉楠Canaan是世界上第一个掌握RISC-V架构商业边缘AI芯片独立知识产权公司。
去年9月,华米科技宣布将基于RISC-V指令集开发专注于可穿戴设备的处理器黄山一号,而在今年6月华米科技创始人黄汪宣布黄山1号处理器已经量产。8月5日,搭载该芯片的Amazfit米动健康环“黄山1号版”开始正式发售。
以微波炉起家的格兰仕,过去一直以家电为主业。在今年9月28日格兰仕宣布与SiFive China联合开发了新一代物联网芯片BF-细滘,会用于所有格兰仕的家电产品,以加速实现智能家居。下一步,双方还将开发升级的物联网芯片BF-狮山,以及应用于智能家居的狮山操作系统。这些芯片和操作系统均应用RISC-V架构,拥有自主知识产权。
未来新的物联网芯片会应用到格兰仕所有产品,包括微波炉、冰箱、烤箱及小家电等,覆盖高中低端的每一台合格的产品。
2019年5月28日,优微科技发布其全新架构的USB PD家族产品UPD350系列。新产品融入了USB PD 3.0控制器和一个更加具有开放性,灵活性的RISC-V 内核处理器。该系列产品可以用来支持增强型PD应用。 将RISC-V内核嵌入到PD协议控制器给产品一个崭新的自由度,并且使微科技具备了将来创新应用的增强特性,例如协议升级、电源管理、多协议多端口多应用扩展等等。
12月,Microchip启动了PolarFire片上系统(SoC)现场可编程门阵列(FPGA)早期使用计划(EAP)。新产品依托屡获殊荣的中等密度PolarFire FPGA系列产品打造而成,提供全球首款基于RISC-V的强化型实时微处理器子系统,同时支持Linux操作系统,为嵌入式系统带来一流的低功耗、热效率和防御级安全性。
在今年12月的RISC-V年度峰会上,三星披露将在未来的多种芯片上,采纳处理器IP设计公司SiFive的RISC-V内核。首要用途就是5G RF射频前端模组的毫米波射频处理,将在2020年用于三星的5G旗舰手机。此外,在三星的AI图像处理器、安全管理、AI计算与控制方面,也都会出现RISC-V的身影。
成立于2016年的时擎科技,致力于基于RISC-V指令架构去打造边缘计算的智能解决方案,希望能够有机会以有竞争力的芯片产品去分享接下来AIoT时代的红利。今年4月份时擎科技宣布完成了基于RISC-V架构的智能边缘计算芯片的流片,通过定制化的RISC-V架构处理引擎,打造在成本、能效比、智能化和适用性等方面具有竞争力的边缘计算芯片方案。
4月2日,青岛市崂山区发布由核芯互联科技(青岛)有限公司自主研发的璇玑CLE系列MCU,璇玑CLE系列是核芯互联基于32位RISC-V内核推出的通用嵌入式MCU处理器,主要适用于白色家电、工业控制、物联网等对稳定性、功耗和计算能力要求较高的应用领域。璇玑CLE系列MCU是中国第一款基于RISC- V自主研发的高性能家电通用芯片。
中科物栖是一家从中科院计算所孵化出来的“硬科技”创业公司,期望为万物智联AIoT时代带来前所未有的技术和产品。7月18日物栖的王颖博士展示了超微计算机的两颗基于RISC-V的AIoT芯片:低配版的感知芯片JX1和高配版的AI应用芯片JX2。JX1采用55纳米制程,拥有异构双核RISC-V处理器核心,并融合了可编程的AI专用加速器,可替代现有的ARM Cortex-M系列核心,适用于对计算能力有一定需求的实时嵌入式设备。 王颖博士说:“JX2于今年5月流片成功,据我们所知这是国内首个可运行Linux的异构三核RISC-V芯片,采用40纳米制程,主频可达1GHz,基本接近ARM Cortex-A7的水平,可以说物栖在RISC-V的技术储备方面走在了国内的前列。”
GreenWaves Technologies 成立于 2014 年,总部位于法国格勒诺布尔,是一家无晶圆厂半导体初创公司,也是 RISC-V 开源生态中最早的芯片供应商之一。它致力于设计超低功耗的颠覆性嵌入式解决方案,用于传感设备中的图片、声音和振动的 AI 运算,变革智能传感器及 IoT 终端设备市场。
2018年2月,公司对外成功发布了其使用55nm超低功耗工艺制造的第一代产品GAP8。采用八加一个基于RISC-V的高效内核和内嵌扩展指令集的方式设计,再加上硬件卷积加速引擎,可以将将神经卷积计算提速三倍,能源节约五倍。
到了今年12月,他们推出了新一代的GAP9。这个芯片采用了跟上一代一样的设计,但在工艺上,GAP9结合了架构增强功能和行业领先的Global Foundries 22nm FDX半导体工艺,可提供41.6 GB /秒的峰值群集内存带宽和高达50 GOPS的组合计算能力,而总功耗仅为50mW。与上一代产品GAP8相比,GAP9将能耗降低了5倍,而对神经网络的推断则大了10倍。
今年8月份,MIT和ADI公司的研究人员们创造了第一个完全可编程的16位碳纳米管微处理器。它是迄今基于碳纳米管的CMOS逻辑最复杂的集成,拥有14000多个晶体管,基于RISC-V架构,可执行与商用微处理器相同的任务。这是迄今为止由新兴纳米技术制成的最先进的芯片,有望用于高性能和高能效计算。
除了上述的芯片产品推出以外,北京君正作为中国RISC-V产业联盟副理事单位,公司也展开了基于RISC-V架构的CPU研发。上海乐鑫也在基于RISC-V指令集架构开发物联网芯片。飞利信旗下的MCU芯片核心指令集也是在RISC-V指令集上进行改进而成,且拥有完全自主知识产权。
6月13日,在瑞士RISC-V Summit上,RISC-V的主要开创者,同时也是计算机架构领域的宗师级人物David Patterson教授正式宣布,UC伯克利和清华大学,将携手在深圳落地一个国际开源实验室(RIOS),加速RISC-V在中国的落地。
RISC-V作为一种全新的开放指令集架构,拥有蓬勃的生态吸引力,是未来非常有潜力的主流指令集架构之一。在物联网市场日益庞大的今天,大多数支持者认为RISC-V似乎比Arm架构更方便灵活。
分析机构Semico Research在其名为“ RISC-V市场分析:新兴市场”的报告中指出,预计到2025年,市场将总共消费624亿个RISC-V CPU内核,其中预计工业领域将是最大的细分市场,拥有167亿个内核。Semico预测,在包括计算机,消费者,通讯,运输和工业市场在内的细分市场 ,RISC-V CPU内核的复合年增长率(CAGR)在2018年至2025年之间的平均复合年增长率将高达146.2%。
至于RISC-V所聚焦的市场方面,Semico在对2018年至2025年RISC-V CPU内核的多个市场的CAGR预测中也表示,通信行业将看到最大的CAGR,这是由于5G的部署以及随着5G的采用而推动的众多产品和应用程序发展。而在交通运输领域,由于汽车行业对电气化的日益关注以及对安全性,乘舱内体验,驾驶员辅助和无线通信的关注,基于CPU设计的系统需求也越来越多,这将驱使交通运输的复合年增长率估计位居第二。Semico不仅发现组织正在设计针对各种性能和批量应用程序的RISC-V解决方案,他们同时也发现在SoC设计中,RISC-V核的个数已经覆盖了从一到两个到1000多个核。
但我们也必须承认,在RISC-V对市场上已有的处理器核心构成严重威胁之前,它还有很长的路要走。事实上,我们尚不清楚RISC-V是否会真正取代一些领先的处理器架构。但随着RISC-V架构和软件的成熟,它的角色只会越来越重要。