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进阶的RISC-V:从「MCU」飞向「元宇宙」

查看 cc博主 的更多文章cc博主2022-12-02【芯片】51人已围观

2022年,跃昉科技、赛昉科技和阿里平头哥相继发布CPU主频超过1.5GHz的基于RISC-V的高端应用处理器,实现了RISC-V从IoT领域向边缘计算领域的跨越,RISC-V的发展也进入新阶段。

这是RISC-V与ARM、x86三分天下雏形初具的阶段,也是RISC-V开始面临诸如碎片化和专利池等问题和挑战的阶段,正如雷峰网此前文章《RISC-V中国创世记》中所描述的“随着RISC-V影响力逐步扩大、x86、ARM等外部竞争对手的关注和内部竞争的加剧,使得今天的RISC-V实际已经进入了青铜时代,此前的各种矛盾和争议,也将在这一时期被放大和激化。”

2022年的冬天,我们在谈论RISC-V的时候,我们在谈论什么?

进阶的RISC-V:从「MCU」飞向「元宇宙」 第1张

在本周三举办的第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛上,业界大咖对RISC-V的进阶之路展开讨论,认为在RISC-V 的应用落地方面,无线连接芯片已经可以完全落地,车用芯片已经在路上,进入数据中心会比进入PC端时间更早,展望未来,AR将是RISC-V的主战场之一。

另外,在升级进阶的过程中,碎片化、软件生态和专利是RISC-V需要解决的三大难题。

无线连接领域完全落地,RISC-V上车在路上

在此次论坛上,中国RISC-V产业联盟理事长、芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民作为圆桌论坛的主持人,让现场观众投票选出目前RISC-V在哪些应用领域或场景已经可以完全落地。

进阶的RISC-V:从「MCU」飞向「元宇宙」 第2张

投票结果显示,无线连接芯片、多媒体处理芯片、工业控制芯片位居前三。

不过,在珠海昇生微电子CEO阳昕看来,RISC-V在无线连接芯片、工业控制芯片和边缘计算芯片这三个领域落地表现最好,生态建设是决定RISC-V落地程度的关键因素。

“蓝牙、WiFi、NB-IoT等无线连接芯片对生态的诉求更弱,整个珠三角产业链已经出现很多基于RISC-V量产的企业,已经实现完全落地。而DSP与RISC-V的结合在技术上是一个非常好的结合点,对工业控制芯片的落地有较大推动力。”阳昕分析道。

“另外,边缘计算的生态尚未成型,OS操作系统也尚未形成业界统一标准,对各家芯片厂商以及应用厂商的算法集依赖较大,在RISC-V的拓展性和差异化方面有优势,因此边缘计算的落地程度在我心中排第三。”

无论是无线连接芯片还是工业控制芯片,中国市场上已经出现不少取得成绩的优秀案例。

泰凌微首颗采用RISC-V内核的芯片产品TLSR9可以支持主流的物联网低功耗无线连接标准,自2021年量产推出之后,已经累计出货百万片,广泛应用于包括无线音频设备、可穿戴设备等各类智能终端产品。

芯昇科技也于2022年11月推出了全球首颗 RISC-V内核架构的 LTE-Cat1 SoC通信芯片CM8610,采用RISC-V内核和22nm先进工艺,集成射频、PMU、modem,以及 AP,全面满足工业物联网2G转4G的各种应用场景需求。

中科昊芯基于RISC-V的DSP芯片Haawking-HX2000,其32位微处理器全部基于RISC-V 开放指令集架构H28x,在处理、传感和驱动方面进行了深度优化,可显著提高实时控制应用中的闭环性能。目前已成功实现HXS320F2802X和HXS320F2803X两个子系列量产,并向客户稳定供货。

当然,要与ARM和x86三分天下,在近两年大热的新能源汽车领域,RISC-V自然也不会缺席。中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员倪光南就曾公开表示,RISC-V能很好地满足“需求定义软件,软件定义硬件”的时代需求,是智能网联车芯片的理想选择。

在国内,已经有不少芯片公司正在研发基于RISC-V 的车规级MCU。

于2022年3月成立的武汉二进制半导体公司是其中之一,其副总经理蔡敏就在此次论坛上表示,公司正在研发一款基于RISC-V架构的车规级MCU芯片伏羲2360,主要应用于汽车发动机、变速箱、三电控制、ADAS、整车控制等领域,预计2024年12月正式推出。

芯来科技CEO彭剑英表示,无论RISC-V,还是ARM,对于中国企业而言上车均处于起步阶段,通过超长的车规级认证是第一道大关,而在智慧座舱领域,高通已经建立起的平台和生态护城河,新玩家面临的挑战巨大,RISC-V更是如是。

“不过在车载以太网,包括自动驾驶或辅助驾驶ADAS等对软件及生态依赖不太强的领域,RISC-V应该会最先落地。”彭剑英补充道。

从服务器向PC渗透,AR或将成未来主战场

对于CPU来说,服务器、PC以及智能手机才是更加庞大的市场,已经在IoT领域打好基础的RISC-V,将如何一步一步进军高性能以及移动计算领域?

嘉楠科技副总裁汤炜伟表示,一个新的架构想渗透到一个已经成熟的市场,往往都是“从低向高“渗透,但对比ARM替代x86,RISC-V的渗透路线又有所不同。

“服务器面向B端,PC面向终端消费者(C端),因此需要十分完备和友好的软件升天,才能得到用户广泛认可,这意味着RISC-V渗透到PC比渗透到服务器对软件的依赖更大,所以RISC-V会更先渗透到服务器而不是PC端。”汤炜伟说道。

x86独占服务器山头已久,努力多年的ARM服务器初见成效,为何RISC-V也要进军高性能领域,最关键的驱动因素是什么?

阳昕认为,安全可控是最关键的驱动因素。“ARM之所以可以在服务器中占据一席之地,在于其在手机端的强占有率,因为手机最终需要同数据中心相连,连接之后形成自主可控的生态,是产业本身需要的东西。”阳昕说道。

汤炜伟也持有同样的看法,“但我觉得‘安全可控’不是大家所谓的纯粹政治意义上的安全可控,而是指无论是x86和ARM架构集中在少数供应商手中,对于下游客户而言是一种供应链风险,无论是什么样的客户,都在追求整个技术链路上的安全可控。”

如果说服务器、PC以及智能手机是RISC-V可以去替代的市场,那么被视为下一代移动计算领域的VR/AR/MR,则是RISC-V可以与x86、ARM同台竞技的市场。

戴伟民认为,苹果在AR的专利布局上投入很大,AR是值得RISC-V注意的增量市场。

芯原股份高级副总裁、定制芯片平台部总经理汪志伟表示,就芯原帮助客户设计AR眼镜的经验来看,这一领域是深度定制的芯片市场,是异构硬件计算平台,对功耗和性能都有一定要求。

“对RISC-V而言,需要提升与主流操作系统的融合,尤其是轻量级的操作系统,安卓在这个领域比较重量级,这正是RISC-V的优势。”汪志伟说道。

避免架构碎片化,加固专利池

由于RISC-V的开源开放,可以扩展指令集,因此就会出现在不同细分领域都存在一定的指令集扩张。一定的指令集扩展是生态多样化的表现,不过一旦在同一细分领域出现多种指令集扩张,就容易造成RISC-V架构的碎片化。

那么如何避免碎片化?

汪志伟表示,除了在细分领域保持指令集一致之外,还要鼓励大家开源,支持主流、开源的操作系统,与诸如Linux之类的开源社区合作,与整个软件生态共同成长。

彭剑英则认为,有竞争力的公司需要越来越有自信心,抱有“我对RISC-V也要有贡献”的心态,如果要对某一细分领域进行指令集扩张,尽量抽出细分领域的共性,例如DSP共性指令,形成统一的标准之后,相应的编译器和软件的供应链也能得到统一,每一家企业又可以针对性地做出一些特色性的东西,在实现差异化的同时避免碎片化。

除了碎片化,专利也是RISC-V需要防范于未然的问题。

据上海恒锐知识产权服务有限公司执行主任黄海霞表示,从整个指令集架构的知识产权现状来看,50% 以上的专利数据链都是美国本土企业,而在中国本土企业专利中本土企业的原创贡献率大占据20%,这意味着有80%是巨头在中国本体地区布局的。从宏观层面来看,RISC-V与产业共同发展,发展过程中必然存在一些专利壁垒。

面对这样的情况,中国在发展RISC-V时,一方面需要加强RISC-V专利布局,收购部分CPU专利,建立专利池,即专利联盟成员将自己的知识产权放进专利池中,且保证拥有完全自主的许可权和支持产权,一旦专利池中的任何一家被投诉,其他成员都需要同意被诉企业可以“拿起”专利池中的任何一条专利防守对抗对方,抱团取暖,共同抵御未知的风险。

另一方面,在加强RISC-V专利布局的过程中,每个个体化企业需要针对自己的产品优势做好专利布局,同时知己知彼,对指令集架构中已经失效或有效的部门做标引、分类和筛选,并把失效的专利放进专利池,定期分发给大家。

“在风险管控方面需要小心谨慎,同时也需要大胆尝试。”黄海霞说道。(雷峰网(公众号:雷峰网)


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