大神Jim Keller背書(shū)，RISC-V欲在AI與汽車市場(chǎng)搏得C位

不少人聽(tīng)到RISC-V，第一時(shí)間想到的就是IoT和消費(fèi)電子上的應(yīng)用，以及各種低功耗的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。此前RISC-V雖然已經(jīng)出現(xiàn)在了超級(jí)計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)中心，又或是GPU等解決方案中，但往往只是作為一個(gè)加速器，乃至異構(gòu)下的一個(gè)“黏合劑”。

RISC-V作為一個(gè)近年來(lái)聲勢(shì)不斷壯大的架構(gòu)，其野心自然不會(huì)止步于此。近期RISC-V又整出了幾個(gè)大動(dòng)作，準(zhǔn)備全面進(jìn)軍AI和汽車市場(chǎng)，更是找到了大神Jim Keller為其背書(shū)，再度加快了RISC-V開(kāi)疆?dāng)U土的進(jìn)程。

半導(dǎo)體老將Jim Keller選擇RISC-V作為AI芯片核心

不少了解半導(dǎo)體大廠的朋友們應(yīng)該都聽(tīng)過(guò)Jim Keller這一號(hào)傳奇工程師，他曾任職于AMD、蘋(píng)果、特斯拉和英特爾，參與了AMD K8、K7與Zen,蘋(píng)果A4與A5以及特斯拉HW 3.0等芯片系統(tǒng)與架構(gòu)的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，他也是x86-64指令集規(guī)范的作者之一，Jim Keller的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也算是覆蓋了RISC和CISC兩大指令集。

然而2020年6月，彼時(shí)仍是英特爾高級(jí)副總裁的Jim Keller卻主動(dòng)提交了辭呈，坊間傳聞其離職原因是就“公司應(yīng)該將更多生產(chǎn)交給外包”這一計(jì)劃產(chǎn)生了爭(zhēng)論。今年1月，Jim Keller去了一家AI芯片初創(chuàng)公司Tenstorrent擔(dān)任CTO，該公司的CEO也是Jim Keller多年的老友，曾在AMD任職多年芯片架構(gòu)師的Ljubisa Bajic。

與本月Linley春季處理器大會(huì)同一時(shí)間，Tenstorrent宣布已經(jīng)獲得了SiFive通用RISC-V CPU設(shè)計(jì)的授權(quán)。這家成立于2016年的公司將利用SiFive新推出的Intelligence X280 64位RISC-V核心來(lái)設(shè)計(jì)一款SoC。

Arm代碼轉(zhuǎn)SiFive匯編代碼 / SiFive

Intelligence是SiFive新推出的AI/機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)品線，以SiFive的AI架構(gòu)擴(kuò)展和RISC-V矢量擴(kuò)展來(lái)提供軟件與硬件整合的解決方案。Intelligence X280基于SiFive的64位U7系列RISC-V核心，采用了8級(jí)流水線設(shè)計(jì)。據(jù)SiFive公布的數(shù)據(jù)，Intelligence的AI擴(kuò)展可以將執(zhí)行時(shí)間縮減至12分之一，而且SiFive已經(jīng)為工程師準(zhǔn)備好了工具，可將基于ArmNeon的代碼直接編譯成SiFive的匯編代碼。

Tenstorrent機(jī)器學(xué)習(xí)處理器路線圖 / Tenstorrent

Tenstorrent已經(jīng)在今年開(kāi)始量產(chǎn)第二代機(jī)器學(xué)習(xí)處理器Grayskull，該處理器采用了另一個(gè)RISC架構(gòu)ARC的CPU核心，Tenstorrent將其命名為T(mén)ensix，所用制程為GLOBALFOUNDRIES的12nm。而此番選用RISC-V核心想必也是Jim Keller加入之后所做出的決策。

Jim Keller在今年接受外媒HPCwire采訪時(shí)提到，盡管有許多初創(chuàng)公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)AI芯片，但他在與客戶的交流中也發(fā)現(xiàn)了他們的苦惱。其中之一就是配套的軟件，許多AI芯片公司的首要目標(biāo)都是現(xiàn)推出大算力的芯片，以多少多少GFLOPS或TFLOPS作為賣點(diǎn)，然后再去設(shè)計(jì)軟件。而Tenstorrent則是從一開(kāi)始就將軟件與硬件設(shè)計(jì)并行，他們的軟件團(tuán)隊(duì)也集合了來(lái)自Altera等各種編譯器和CAD工具背景的成員。

盡管Tenstorrent并沒(méi)有透露第三代處理器Wormhole和正在設(shè)計(jì)中的第四代處理器具體的參數(shù)細(xì)節(jié)，但很明顯RISC-V的通用處理、矢量處理能力和軟件生態(tài)才是Tenstorrent所看重的。新的Tenstorrent處理器也會(huì)采用異構(gòu)的設(shè)計(jì)，Tensix負(fù)責(zé)主要的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作，而Intelligence X280則用于應(yīng)用代碼的引入，以及矢量運(yùn)算和通用計(jì)算工作。

RISC-V在汽車市場(chǎng)初見(jiàn)端倪

瑞薩與SiFive合作開(kāi)發(fā)RISC-V汽車芯片 / Renesas、SiFive

除了AI市場(chǎng)之外，RISC-V也開(kāi)始瞄向了汽車市場(chǎng)。瑞薩于4月22日公布，將與SiFive合作開(kāi)發(fā)下一代的高端車用RISC-V芯片方案。瑞薩電子高級(jí)副總裁及汽車電子解決方案事業(yè)本部總經(jīng)理片岡健表示：“RISC-V在為新老客戶提供附加功能和更多選擇上承擔(dān)了重要的角色，我們和榮幸與SiFive合作，運(yùn)用我們積累多年的汽車電子技術(shù)機(jī)核SiFive的高端RISC-V技術(shù)，開(kāi)發(fā)下一代車用半導(dǎo)體解決方案?！?br />
其實(shí)這也不是瑞薩第一次對(duì)垂青RISC-V了，早在去年10月，瑞薩就宣布與晶心科技啟用IP合作，選擇了AndesCore 32為RISC-V CPU內(nèi)核，用于專用標(biāo)準(zhǔn)（ASSP）產(chǎn)品，并計(jì)劃在2021年下半年給客戶送樣。但這種預(yù)編程的ASSP器件主要用于優(yōu)化電機(jī)控制、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域，并沒(méi)有與瑞薩強(qiáng)勢(shì)的汽車業(yè)務(wù)存在太多聯(lián)系。

此番瑞薩選擇與SiFive開(kāi)發(fā)汽車半導(dǎo)體，也證實(shí)了目前RISC-V內(nèi)核已經(jīng)可以達(dá)到車用的高性能要求。畢竟瑞薩已經(jīng)有了自己的RISC指令集架構(gòu)SuperH，卻仍要與SiFive基于RISC-V合作開(kāi)發(fā)，必然也是發(fā)現(xiàn)了它的可取之處。

進(jìn)軍汽車市場(chǎng)的另一難點(diǎn)在于各種嚴(yán)苛的認(rèn)證，不過(guò)也有RISC-V的安全I(xiàn)P已經(jīng)率先通過(guò)了車規(guī)認(rèn)證。Rambus的硬件信任根IP RT-645就已經(jīng)通過(guò)了ASIL-D的認(rèn)證，誠(chéng)然這一IP只是用于保證V2X通信、ADAS、ECU和IVI中SoC的安全，并不是負(fù)責(zé)通用計(jì)算的主CPU，卻也是RISC-V在汽車市場(chǎng)上邁出的重要一步。

小結(jié)

我們已經(jīng)看到了RISC-V在幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了不錯(cuò)的進(jìn)展，但也不得不承認(rèn)這一新架構(gòu)時(shí)運(yùn)不濟(jì)，在黃金發(fā)展期遇上了半導(dǎo)體供貨危機(jī)。不少RISC-V處理器IP還沒(méi)有用到5nm這樣的先進(jìn)制程，因此在成熟制程上只能和ARM一起搶單。

盡管RISC-V在IoT應(yīng)用中普及率最廣，并不代表著RISC-V已經(jīng)在這一領(lǐng)域止步不前。比如全志近日推出的基于平頭哥玄鐵906 RISC-V核心的應(yīng)用處理器D1，以及樂(lè)鑫發(fā)布的全球首款RISC-V 藍(lán)牙5.0和Wi-Fi6 SoC ESP32-C6等，這些絕對(duì)是RISC-V目前占據(jù)優(yōu)勢(shì)的一大市場(chǎng)，也將是最先出現(xiàn)在大眾工程師面前的RISC-V芯片。

此外越來(lái)越多的芯片設(shè)計(jì)權(quán)威開(kāi)始重視起RISC-V，為其發(fā)聲，就拿Jim Keller來(lái)說(shuō)。他看中的其實(shí)不是CISC和RISC的優(yōu)劣之爭(zhēng)，他認(rèn)為這是最次要的，重要的是擴(kuò)展性、可用性以及相關(guān)工具鏈的發(fā)展，而這些方面RISC-V的成績(jī)也都有目共睹。畢竟數(shù)據(jù)中心和汽車也是ARM花了多年才突破的市場(chǎng)，RISC-V已經(jīng)邁出了第一步，接下來(lái)才是真正的考驗(yàn)。