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芯來科技執(zhí)行總裁彭劍英
近日，在蘇州高新區(qū)舉辦的中國集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新大會(huì)暨 IC 應(yīng)用博覽會(huì)（ICDIA 2021）上，芯來科技執(zhí)行總裁彭劍英帶來主題為《RISC-V 處理器 IP 家族再添高性能 [多核]新成員》的演講，以下為報(bào)告全文：
今天給大家要介紹的是芯來科技RISC-V處理器，重點(diǎn)介紹一下高性能多核的產(chǎn)品。我想RISC-V其實(shí)這兩年成為了一個(gè)熱門的話題。不管是因?yàn)槭谴笮蝿?shì)也好還是國產(chǎn)這種CPU的道路上探索了很多年，大家對(duì)RISC-V有很多的期待，RISC-V是目前國產(chǎn)CPU的歷史機(jī)遇，最早PC時(shí)代、移動(dòng)時(shí)代，不同時(shí)代成就了不同的處理器體系結(jié)構(gòu)或者說不同的架構(gòu)，其實(shí)作為一種軟硬件標(biāo)準(zhǔn)的接口并不是代表著處理器的實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)處理器真正的實(shí)現(xiàn)真正的核心在這里，這兩個(gè)不同的概念?，F(xiàn)在因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/5G/">5G還有各種技術(shù)我們跨到AI時(shí)代，我們說在市場的機(jī)遇下面還有包括技術(shù)的機(jī)遇包括說我們可能大環(huán)境帶來政策的機(jī)遇，對(duì)RISC-V來講是一個(gè)全新的機(jī)會(huì)。
從應(yīng)用上來講新的時(shí)代其實(shí)各類的應(yīng)用特別是碎片化的物聯(lián)網(wǎng)包括加上各種AIOT，這些應(yīng)用多元化的，大家經(jīng)常在講應(yīng)用定義芯片或者說定制化。大家對(duì)芯片對(duì)處理器希望說能夠提供更多的靈活性還有敏捷的定制開發(fā)的一些因素。
當(dāng)然也是從技術(shù)上來講處理器把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開放出來也是成為芯片里面其實(shí)可能很多模塊最后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊化宣告開放。
因?yàn)楹芏嘟涌谏习ㄎ覀冎癢IFI、藍(lán)牙、USB這些所有的標(biāo)準(zhǔn)都是開放的標(biāo)準(zhǔn)，只要有核心技術(shù)的公司或者核心技術(shù)的產(chǎn)品可以做，其實(shí)處理器一直沒有，處理器成為所有領(lǐng)域最后一塊，RISC-V給大家?guī)淼耐黄瓢颜麄€(gè)架構(gòu)開放出來，這樣意味著有能力的公司能力的團(tuán)隊(duì)可以做，某種角度也是處理器里面的門檻。
這個(gè)是因?yàn)殚T檻的降低給我們帶來了真正做國產(chǎn)CPU歷史的絕佳機(jī)遇，CPU一定是軟件和硬件結(jié)合中心，任何一個(gè)CPU成功一定是生態(tài)，為什么X86成功，因?yàn)闇靥貭?，為什么arm成功，因?yàn)閷?duì)標(biāo)生態(tài)伙伴，包括蘋果、高通整個(gè)一系列的公司成就了arm，對(duì)于RISC-V它的生產(chǎn)，我們做國產(chǎn)CPU我們參手了那么多年，真正的市場上，大家看商業(yè)IP整個(gè)市場的份額，國產(chǎn)CPU基本上為零的，為什么國產(chǎn)CPU那么難做，我們自己定一個(gè)不可以嗎？可以，為什么不能成功？剛剛講不能關(guān)起門來自己做自己的，自己建自己的生態(tài)，RISC-V把整個(gè)的開放標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來，結(jié)合生態(tài)的樸實(shí)，加上國產(chǎn)自主CPU的調(diào)和，CPU可以自己做。但它整個(gè)生態(tài)是全球所有的伙伴，所有的公司，所有的合作伙伴都在共同的推，這個(gè)是我們認(rèn)為RISC-V一定是我們目前的一次在做CPU來講最佳的機(jī)遇。
RISC-V是作為最年輕的處理器，還存在它的早期或者成長的初期，但是看到RISC-V的星星之火確實(shí)難，大家看到話題討論的熱度，是不是可以看到一些產(chǎn)品的發(fā)布，包括一些報(bào)道，預(yù)計(jì)2025年RISC-V芯片累計(jì)出貨量達(dá)到620億顆，而且會(huì)覆蓋所有的領(lǐng)域，包括說大家熟悉的5G通訊、IOT、AI、工業(yè)控制還有一些計(jì)算機(jī)。當(dāng)然可能目前來講代表性的安卓的市場對(duì)RISC-V來講還是早，這個(gè)是我們的判斷。但是我們?cè)谄渌念I(lǐng)域占一些非安卓的生態(tài)都是我們RISC-V未來的機(jī)會(huì)。
但這里大家看到這個(gè)是目前整個(gè)RISC-V的生態(tài)，目前RISC-V的基金會(huì)是在中間，是維護(hù)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，以及它的兼容性包括你不斷演進(jìn)，保證兼容性。
下面的話一定是有硬件也就是所熟悉的處理加IP，大家看到會(huì)有不同的分類。這里大家會(huì)講RISC-V到底是開放還是開源，我們認(rèn)為是開放的，但不意味著是開源的，在硬件生態(tài)里面有三個(gè)圈或者三個(gè)框，會(huì)有開源的框大家做一些開源的內(nèi)核，用在商業(yè)用途還是什么。
這里藍(lán)色框出來我們公司成立之初做的一個(gè)開源的內(nèi)核。所以大家看到這個(gè)框里面至少除了我們的蜂鳥1203，之前都是國外的上傳的處理器內(nèi)核。其實(shí)我們當(dāng)時(shí)最早打破國內(nèi)的共享精神只下載不上傳，這個(gè)是第一次接觸RISC-V，在RISC-V里面做的生態(tài)，我們成立之后開始做我們自己商業(yè)的內(nèi)核，其實(shí)對(duì)于商業(yè)的公司來講希望CPU授權(quán)的費(fèi)用在一個(gè)產(chǎn)品里面占的很好的一部分，對(duì)于商業(yè)客戶來講它的期待比較成熟，驗(yàn)證充分的內(nèi)核，為什么要成立芯來成立商業(yè)的內(nèi)核。
比較小的框是大的公司可以自己自己用，上面的話就是軟件也是，軟件分為兩大類，開源的，所以大家看到先主流所有的基礎(chǔ)軟件工具鏈，包括很多的操作系統(tǒng)也都已經(jīng)支持RISC-V，開源的社區(qū)生態(tài)里面，當(dāng)然我們也是硬件IP大家需要精益求精，都需要質(zhì)量高，軟件也一樣，也會(huì)有商業(yè)軟件的公司，這里面的LOGO目前展示基本上沒有中國的LOGO，國內(nèi)軟件創(chuàng)業(yè)估計(jì)更艱難，軟件真的蠻難的，RISC-V軟件的生態(tài)里面主要還是國外的一些廠商。
比如說大家可能比較熟悉的像勞特巴赫這一類，當(dāng)然Ancrshock現(xiàn)在被西門子收購，它們是作為中立的軟件公司，它們會(huì)支持大部分不同的架構(gòu)的處理器，那現(xiàn)在包括RISC-V，那RISC-V也是他們業(yè)務(wù)上的一個(gè)突破，其實(shí)在業(yè)務(wù)線上基本上會(huì)比較平穩(wěn)，但RISC-V反而對(duì)他們來講未來一個(gè)巨大的增長的空間。
這里為什么把我們列出來，這是我們?cè)谡麄€(gè)RISC-V生態(tài)里面我們的一個(gè)位置，可能對(duì)于大部分人來講，我們芯來科技還是比較陌生，所以我這里會(huì)快速給大家介紹一下芯來科技，我們是成立于2018年6月份，今天還剛跟朋友開玩笑，講創(chuàng)業(yè)公司三年一條名，我們剛剛跨過第一條命，所以我們剛剛慶祝我們?nèi)苣?，現(xiàn)在剛好是我們第四年的開始。
我們當(dāng)時(shí)算是國內(nèi)個(gè)第一家專注做RISC-V處理器IP以及相應(yīng)解決方案的公司，那我們總部在上海，我們最大的研發(fā)中心在武漢，因?yàn)槲覀兊膱F(tuán)隊(duì)之前主要在做Erg處理器之類的一些背景，10年來一直做CPU，所以我們的目標(biāo)也是希望我們可以聚焦在RISC-V處理器IP的研發(fā)，賦能本土，RISC-V整個(gè)生態(tài)的發(fā)展，我們2018年開始從0研發(fā)，我們已經(jīng)自主研發(fā)了全系列IP的產(chǎn)品。
后面我可能會(huì)給大家看一下我們目前已經(jīng)有的產(chǎn)品的路線圖，我們也和本地的客戶，當(dāng)然現(xiàn)在也有少量的國際化的客戶，但主要的還是國內(nèi)的客戶，我們也希望說和國內(nèi)的客戶可以一起成長，這也是我們國內(nèi)本土我們本行業(yè)的黃金十年，除了商業(yè)的這些工作，我們也是在矢志不渝在推動(dòng)整個(gè)RISC-V在中國的落地生根，所以我們?cè)诟咝：献?，然后在整個(gè)生態(tài)社區(qū)包括一些課程，比賽，這是我們同步在做的一些事情。
重點(diǎn)可能給大家介紹一下我們目前芯來科技已有的產(chǎn)品，我們目前在第一個(gè)三年所完成的工作，我們從我們最早的200系列，就是二級(jí)的一個(gè)處理器，它屬于超低功耗的處理器，那基本上它的性能會(huì)對(duì)標(biāo)arm的M0+M3這一類，為什么說我們一個(gè)系列可以對(duì)標(biāo)人家好幾個(gè)型號(hào)，因?yàn)槲覀兯械奶幚砥鱅P都是可配置的，所以根據(jù)不同的配置選項(xiàng)可以差不多對(duì)標(biāo)arm類似的一些產(chǎn)品。
我們?cè)诔闪⒌牡谝荒?，主要是?00系列以及我們200系列大投入上面的一些量產(chǎn)，之后我們往上就推出了300系列，300系列是三級(jí)流水，我們?cè)?00系列的基礎(chǔ)上增加了DSP單雙精度的服務(wù)點(diǎn)，這更進(jìn)一步的在嵌入式領(lǐng)域增強(qiáng)了運(yùn)算能力，所以基本上跟arm的Customization ?MCF、MCN3再一個(gè)檔。
當(dāng)然針對(duì)一些比如說8051的一些客戶，我們也往下有200系列，主要是面積，功耗上的一些縮小，當(dāng)然也意味著feature上的一些裁減，因?yàn)槲覀兤鋵?shí)做工程會(huì)知道PPA的一個(gè)參數(shù)絕對(duì)是一個(gè)trade ?off，你不可能因?yàn)樾阅芨叻炊愕膒ower會(huì)越小，其實(shí)蠻難的，這也是為什么我們從200開始往上升流水線，更高性能，然后往低主要是power做了100系列。
我們?cè)?019年底，包括2020年初，我們推出了我們600系列，600系列會(huì)有三個(gè)級(jí)別，會(huì)有32位的，64位的和64位帶MMU，可以做AP的，所以600的話算是我們新來入門級(jí)的高性能的系列里面，它是一個(gè)六級(jí)流水，但是是一個(gè)單發(fā)射，所以在性能上，可能會(huì)是介于在M4和M7之間，如果它的AP的話，差不多和Core LockstepA5、A7超級(jí)小的AP在這個(gè)類型。
因?yàn)閍rm的話是M4以上的產(chǎn)品基本上都是雙發(fā)射，這就是為什么我們600系列跟arm數(shù)直接對(duì)標(biāo)的產(chǎn)品倒是不多，可能跟傳統(tǒng)Mips五級(jí)流水的話，是一個(gè)檔。
今天我重點(diǎn)給大家介紹的是我們的900系列，900系列是一個(gè)9級(jí)流水雙發(fā)射，剛剛有講就是會(huì)32位的版本和64位的版本，所以它單核的版本像32位N900的話，基本上和arm的M7在一個(gè)檔，那我們帶MMU的版本，UX900就和arm的A35和A53差不多在一個(gè)檔。
同時(shí)我們?cè)谶@一系列最新推出我們的SMP的多和，所以有1-16核的配置，這邊大家可以看到，我最右邊可能有列可選特性，我們所有的內(nèi)核除了baseline的一些option，還會(huì)針對(duì)一些應(yīng)用場景會(huì)有特定的一些選項(xiàng)，比如說security，substantiality包括一些victor都會(huì)有額外的選項(xiàng)。
這里講今天重點(diǎn)講的900，這個(gè)是微架構(gòu)的框圖流水雙發(fā)射，這些主要是大家看到它的一些內(nèi)核的模塊，這些標(biāo)準(zhǔn)的沒有畫了，還有FKU、DFP。從大面上來看支持RV32或者RV6式的，IMAC、FDPV的制定基礎(chǔ)，其他的微架構(gòu)選項(xiàng)里面內(nèi)存的話我們支持實(shí)時(shí)響應(yīng)的IM、DM。如果有安全選項(xiàng)的話可以配置PKE等等，我們接口上面的非常的靈活，64-120位可配置的接口。整個(gè)調(diào)試也是標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)試。這里稍微給大家看一下我們微架構(gòu)圖，從0-N，配置的選項(xiàng)是1-16，也支持兩種模式，就是有實(shí)時(shí)的，兩種模式，1-16個(gè)處理器目前放在一個(gè)里面，可以獨(dú)立配置一些選項(xiàng)。
之間也支持可配置的SCU單元硬件維護(hù)開始的一致性。這些L1和L2都有配置選項(xiàng)。這個(gè)是我們的一個(gè)微擴(kuò)展的，我們支持最新的微擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)指令，支持除了正常的整形、浮點(diǎn)、單精度和半精度，F(xiàn)P16占到半精度內(nèi)，最大的寬度可配置128到51。另外我支持雙發(fā)射，在VPO里面支持三發(fā)射，一條VPO的指令再加上兩條的計(jì)算的運(yùn)算的指令。
除了900這些，我們企事業(yè)在一些垂直領(lǐng)域我們也有提供我們自己的解決方案，我們已經(jīng)有一些產(chǎn)品在導(dǎo)入。當(dāng)然離真正大家拿到認(rèn)證的我們還有一些路，主要是一些流程管理、驗(yàn)證策略和穩(wěn)當(dāng)上面，目前我們正在和德國一家認(rèn)證機(jī)構(gòu)正在做一個(gè)認(rèn)證，這個(gè)周期比較長，明天有汽車電子的專場，汽車專場周期很長的，目前計(jì)劃的話一年半的時(shí)間拿到一個(gè)證書。
其他物理安全之類的一些，最后快速的可以稍微介紹一下我們整個(gè)CPU或者SOC的解決方案，幫客戶省錢、省力、省時(shí)，以我們RISC-V處理IP為中心，我們盡量幫客戶提升周圍的IP，降低客戶的一次性的投入包括開發(fā)的時(shí)間，配套的整個(gè)SOC整個(gè)的IP驅(qū)動(dòng)以及相應(yīng)的SDK我們提供給客戶，可以快速幫助客戶做硬件的和軟件的。
我們UX600的一個(gè)實(shí)際案例，我們整個(gè)提供給客戶，客戶花了一周的時(shí)間，硬件和軟件就完成了。
