圍睹RISC-V陣營首發(fā)32位MCU，通用芯片能否強(qiáng)者恒強(qiáng)？

RISC-V在這個(gè)夏天賺足了眼球。

先有商用RISC-V處理器IP和硅解決方案供應(yīng)商SiFive宣布獲得來自高通風(fēng)投的D輪6540萬美元。

又有平頭哥發(fā)布基于RISC-V架構(gòu)的玄鐵910處理器，可用于5G、AI、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，并隨之推出了“普惠芯片”計(jì)劃。

而就在昨天，國內(nèi)的半導(dǎo)體供應(yīng)商兆易創(chuàng)新GigaDevice宣布，將開源指令集架構(gòu)RISC-V引入通用微控制器領(lǐng)域，正式推出全球首個(gè)基于RISC-V內(nèi)核的GD32V系列32位通用MCU產(chǎn)品，提供從芯片到程序代碼庫、開發(fā)套件、設(shè)計(jì)方案等完整工具鏈支持并持續(xù)打造RISC-V開發(fā)生態(tài)。全面適用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子、新興IoT、邊緣計(jì)算、人工智能及垂直行業(yè)的深嵌入式市場(chǎng)應(yīng)用。

RISC-V引領(lǐng)IC產(chǎn)業(yè)新模式

全球IC產(chǎn)業(yè)正涌現(xiàn)出新的商業(yè)模式，RISC-V就是這一時(shí)期下的經(jīng)典產(chǎn)物。

回顧2017年之初，多數(shù)人將RISC-V與“一款免費(fèi)開源的處理器”劃上等號(hào)。事實(shí)上，RISC-V是一種全新的開放處理器指令集架構(gòu)(ISA)，所謂指令集架構(gòu)或簡(jiǎn)稱處理器架構(gòu)是對(duì)計(jì)算機(jī)能力的一個(gè)描述，是計(jì)算機(jī)的靈魂和軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。RISC-V最大的特點(diǎn)是“開放”，它的開放性允許它可以自由地被用于任何目的、允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售基于RISC-V的芯片和軟件。這在處理器發(fā)展史上是一次革命，某種程度而言，RISC-V不同于以往其他的“非-ARM”架構(gòu)的“商用處理器架構(gòu)（例如MIPS）”，它是一個(gè)全新的開放架構(gòu)，被認(rèn)為很有可能成為未來一種新的主流架構(gòu)與Arm并駕齊驅(qū)。

搭建Arm與RISC-V內(nèi)核產(chǎn)品之間的“快速通道”

兆易創(chuàng)新積極擁抱RISC-V此舉，可謂意義重大。

作為最早推出基于 Arm Cortex -M3 及 Cortex -M4 內(nèi)核的通用 MCU 的中國企業(yè)，兆易創(chuàng)新的GD32目前已擁有22個(gè)Arm Cortex-M產(chǎn)品系列，覆蓋入門、主流、高性能、專用型市場(chǎng)，累計(jì)出貨量超過3億顆，客戶數(shù)量超過2萬家，憑借23個(gè)系列330余款產(chǎn)品所提供的廣闊應(yīng)用覆蓋率穩(wěn)居市場(chǎng)前列，可以說擁有中國最大的Arm MCU家族。

作為GD32 MCU家族基于RISC-V內(nèi)核的首個(gè)產(chǎn)品系列，全新的GD32VF103系列RISC-V MCU面向主流型開發(fā)需求，完整保持了與現(xiàn)有基于Cortex-M的產(chǎn)品在軟件開發(fā)和引腳封裝方面的兼容性。

這相當(dāng)于在GD32的Arm內(nèi)核產(chǎn)品與RISC-V內(nèi)核產(chǎn)品之間搭建起快速通道，將跨越處理器內(nèi)核的產(chǎn)品選型和設(shè)計(jì)切換變得靈活自如，從而更易于實(shí)現(xiàn)代碼移植并縮短開發(fā)周期。

據(jù)了解，GD32VF103系列MCU采用了全新的基于開源指令集架構(gòu)RISC-V的Bumblebee處理器內(nèi)核，是兆易創(chuàng)新攜手中國RISC-V處理器內(nèi)核IP和解決方案廠商芯來科技(Nuclei System Technology)聯(lián)合開發(fā)。
在能效比和成本優(yōu)勢(shì)方面，GD32VF103系列MCU都做到了業(yè)界領(lǐng)先。主要原因是：其Bumblebee內(nèi)核設(shè)計(jì)了二級(jí)變長流水線微架構(gòu)，配備精簡(jiǎn)的指令預(yù)取單元和動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)器，并融入多種低功耗設(shè)計(jì)方法。能夠以二級(jí)流水線的代價(jià)，達(dá)到傳統(tǒng)架構(gòu)三級(jí)流水線的性能和頻率。

AIoT時(shí)代，通用芯片供應(yīng)商將強(qiáng)者恒強(qiáng)？

RISC-V產(chǎn)品所面臨的一個(gè)很重要的領(lǐng)域就是AIoT。不同于PC時(shí)代、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，AIoT時(shí)代的芯片應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，企業(yè)需要能快速實(shí)現(xiàn)可商用的芯片。傳統(tǒng)通用芯片的模式越來越難適應(yīng)碎片化AIoT場(chǎng)景的需求，開源、開放成為大勢(shì)所趨，RISC-V架構(gòu)因具備開放性、先進(jìn)性、模塊化和可擴(kuò)展等特點(diǎn)，被認(rèn)為是AIoT場(chǎng)景理想的芯片架構(gòu)之一。

芯來CEO胡振波表示，AIoT會(huì)越來越走向碎片化，產(chǎn)品形態(tài)將非常多樣化。這對(duì)芯片的需求體現(xiàn)出兩個(gè)極端：首先是通用產(chǎn)品，因?yàn)槊總€(gè)場(chǎng)景所需的量都不大，不可能每種需求都有一種架構(gòu)，因此對(duì)通用的產(chǎn)品需求非常強(qiáng)烈，這就導(dǎo)致通用產(chǎn)品供應(yīng)商出現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)的現(xiàn)象，頭部效應(yīng)非常明顯；另一個(gè)極端的需求就是專用芯片，當(dāng)通用芯片無法滿足時(shí)，需要專用芯片來抬高競(jìng)爭(zhēng)門檻，通過場(chǎng)景來推進(jìn)。

兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金光一表示，AIoT正在對(duì)MCU提出更高的要求，例如更高的處理能力、更多的安全組件、多種連接能力和更低功耗；同時(shí)，IoT應(yīng)用日益復(fù)雜，MCU的操作系統(tǒng)從任務(wù)調(diào)度發(fā)展為IoT OS平臺(tái)；軟件復(fù)雜度大幅增加，平臺(tái)級(jí)軟件及工具需求旺盛。兆易創(chuàng)新提出了GD32 MCU“百貨公司”規(guī)劃，希望滿足市場(chǎng)對(duì)于開放性架構(gòu)的差異化需求，為用戶提供更多創(chuàng)新之選。

中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)副理事長何小慶認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式將是RISC-V MCU最先落地和最大的應(yīng)用市場(chǎng)。因?yàn)樯鷳B(tài)建設(shè)的關(guān)系，相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，RISC-V將與Arm架構(gòu)并行發(fā)展，一個(gè)設(shè)計(jì)中既能用Arm也能用RISC-V，或者同一顆芯片里，可能同時(shí)有兩種內(nèi)核。

中國開放指令集生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟理事長倪光南院士表示，未來RISC-V將有望成為世界主流CPU核之一，在CPU領(lǐng)域形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

結(jié)語

根據(jù)IC Insights預(yù)測(cè)，2023年MCU出貨量有望達(dá)到382億片，國內(nèi)下游市場(chǎng)海量需求，對(duì)國產(chǎn)MCU的需求持續(xù)增強(qiáng)，給國內(nèi)MCU公司帶來了巨大機(jī)會(huì)。但由于國際公司在創(chuàng)新和生態(tài)持續(xù)布局，贏得先發(fā)優(yōu)勢(shì)和生態(tài)壁壘占領(lǐng)了72.6%的國內(nèi)市場(chǎng)。因此創(chuàng)新和生態(tài)建設(shè)是國產(chǎn)MCU跨入國際一流的關(guān)鍵。

RISC-V通過全新的生態(tài)，提供了這樣的土壤。兆易創(chuàng)新先行推出基于RISC-V的32位通用MCU，相比以往的專用芯片，更易形成規(guī)?；耐茝V效應(yīng)。它能否加速產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展、加速產(chǎn)業(yè)生態(tài)走向成熟，都值得繼續(xù)關(guān)注下去。畢竟市場(chǎng)會(huì)決定一切，市場(chǎng)也會(huì)選擇一切。