RISC-V IP的商業(yè)化現(xiàn)狀及前景-晶心科技

丨為何選擇處理器內(nèi)核開發(fā)的產(chǎn)品路徑

有兩個(gè)原因，一個(gè)原因當(dāng)然就是我們希望能夠擁有這樣的產(chǎn)品，另外一個(gè)原因則是我們有能力。

在當(dāng)時(shí)，我跟我們現(xiàn)在的總經(jīng)理 技術(shù)長(zhǎng) 蘇泓萌兩個(gè)人都覺得，這個(gè)在未來是一種趨勢(shì)，而且全球有能力做的人不多。在2004年的時(shí)候，ARM是一種壟斷的現(xiàn)象，它是非常獨(dú)大的。我們覺得這是一個(gè)很大的商機(jī)，而且基于我們兩個(gè)人的技術(shù)和團(tuán)隊(duì)的能力，是能夠克服這么一個(gè)空缺的門檻的，所以我們就踏進(jìn)來了。

丨晶心科技業(yè)務(wù)及產(chǎn)品狀態(tài)如何

我們16年前一開始，就以自行發(fā)展的處理器架構(gòu)為基礎(chǔ)。到了2015年的時(shí)候，建構(gòu)了RISC-V的基金會(huì)（它是由美國柏克萊大學(xué)的教授們發(fā)起的），我們就覺得它跟我們的理念相當(dāng)?shù)亟咏?。我們比他們?cè)玳_始，但做出來的技術(shù)是差不多的。在商務(wù)上，我們采取的是比較傳統(tǒng)的IP授權(quán)模式，而RISC-V基金會(huì)一開始就把處理器架構(gòu)指令集作為一個(gè)開放源。所以我們衡量了他對(duì)我們的沖擊，認(rèn)為它既給我們帶來了挑戰(zhàn)，也給我們帶來了好處。這個(gè)好處就是，我們可以比較無縫式接軌。除了我們?cè)瓉淼募夹g(shù)就可以套過來這塊以外，還可以和全球的供應(yīng)鏈以及生態(tài)系接軌。所以我們就在2016年參加了RISC-V的基金會(huì)，同時(shí)2017年就推出第一個(gè)RISC-V的產(chǎn)品。

到現(xiàn)在來說，我們的95%的技術(shù)專注度都放在RISC-V方面。我們也保留了一些人力在繼續(xù)支持晶心原來的產(chǎn)品線，這個(gè)產(chǎn)品線是一個(gè)量產(chǎn)且被市場(chǎng)認(rèn)可的CPU。為了溝通方便，我們今天討論講到V3的時(shí)候，就是指我們做的產(chǎn)品線。因?yàn)楫?dāng)時(shí)我們做了三代，做到第三代有差不多20個(gè)CPU核心，現(xiàn)在還在持續(xù)為我們帶來授權(quán)費(fèi)和權(quán)利金。所以我們還是有在固守這一塊，但是研發(fā)的主力完全放在RISC-V上面，同時(shí)也往各個(gè)市場(chǎng)的階層去走。所以我們走出來這個(gè)情況，是適應(yīng)RISC-V的一些特點(diǎn)的。

目前在RISC-V方面，我們已經(jīng)有了全球六七十家的授權(quán)廠商，同時(shí)也有了很好的成績(jī)，進(jìn)入量產(chǎn)的也逐漸在開始。我們?cè)?020年也已經(jīng)收到了RISC-V的權(quán)利金了，也就是說有客戶在做量產(chǎn)了。

丨RISC-V IP與原有IP有何相通之處

它們都是RISC，都是精簡(jiǎn)型的微處理架構(gòu)。那我們的V3跟RISC-V說起來有幾個(gè)特點(diǎn)比較接近，都是比較簡(jiǎn)潔的微處理設(shè)計(jì)，都是低功耗和高效能。還有一個(gè)最大的相同之處在于我們的理念，都是提供給客戶自由度，可擴(kuò)充性，跟Intel跟ARM有很大的差別。

晶心在原來V3的時(shí)候，就已經(jīng)提供給客戶協(xié)助，加自己能夠加的指令集。這樣的擴(kuò)充性，在RISC-V上也是一個(gè)重要的特點(diǎn)，所以，這兩者是非常的接近。我們把當(dāng)時(shí)在這方面所研發(fā)的環(huán)境，讓客戶可以擴(kuò)充指令集的環(huán)境，把它移植到RISC-V方面上來是非常無縫的接軌。

另外，晶心也把當(dāng)時(shí)在V3的一個(gè)主力產(chǎn)品，我們的數(shù)字訊號(hào)處理器DSP，拿出來捐給RISC-V基金會(huì)。同時(shí)在RISC-V基金會(huì)里面的P-extension擔(dān)任主席，繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)數(shù)字訊號(hào)指令集在RISC-V方面的發(fā)展。所以到目前為止，RISC-V的P-extension，也就是它的數(shù)字訊號(hào)處理指令集已經(jīng)從我們當(dāng)初在V3時(shí)候的150多個(gè)指令，逐漸增加到接近300個(gè)指令。等于是說有一個(gè)基礎(chǔ)在，就同時(shí)能夠繼續(xù)發(fā)展出更完全的解決方案。

丨晶心RISC-V產(chǎn)品包括哪些

我們用幾個(gè)方面來分類，第一個(gè)分類的方式是，從比較基礎(chǔ)的控制器到比較高階的運(yùn)算處理器。我稍微分成進(jìn)階版，比如說我們的N22，適合作為一個(gè)控制器；再來是25系列，它的特點(diǎn)是效能比N22要高一些，但一樣能夠支持快速運(yùn)算，低功耗和高效能。我們有N25,AX25,AX25MP這些產(chǎn)品，是可以讓我們從控制器逐漸升級(jí)到可以作為Linux的處理器，能夠運(yùn)行Linux的作業(yè)系統(tǒng)。另外，關(guān)于儲(chǔ)存的裝置（Memory）方面的效率再更增高，就是A27系列，這個(gè)系列有A27,AX27,A27L2,AX27L2。

這邊有列了一些，我剛講的產(chǎn)品線。25系列剛講過了，現(xiàn)在講的是27系列里面的A27,AX27,A27L2跟AX27L2，在MemoryBoost也就是說在記憶體的這個(gè)效率方面有加強(qiáng)。在27系列，我們導(dǎo)入Vector向量運(yùn)算處理的指令集。這個(gè)向量運(yùn)算指令集是Vector extension，也是RISC-V特別強(qiáng)調(diào)在向量的處理方面能夠做matris的這個(gè)。matris叫矩陣或者叫方陣的運(yùn)算（相乘或相加等等），然后做比較大量的資料的處理，所以這是一個(gè)高階的運(yùn)算器。NX27V，這個(gè)V代表Vector。另外我們又再增加了超純量Superscalar 45系列。剛剛所提的這些產(chǎn)品都是單運(yùn)算，到了45系列的就是雙運(yùn)算，Dual Issue。那這邊有幾個(gè)產(chǎn)品，A45,AX45,D45,DX45,N45,NX45,現(xiàn)在還再加上A45MP和AX45MP，這是我們目前產(chǎn)品的項(xiàng)目，也接近了快20個(gè)RISC-V方面的產(chǎn)品。在這個(gè)方面是比較在于分階層的，你可以看到不同的產(chǎn)品，它適合的運(yùn)算層級(jí)。

我們右邊有分類就包括剛講的N系列的CPU，D系列的CPU, 還有A系列的CPU跟Vector的CPU，都是在我剛剛介紹的那20個(gè)產(chǎn)品里面。N系列的CPU就比較適合于做比較低速的運(yùn)算，比如說最左邊有一個(gè)~30MOPS（MOPS就是每秒鐘百萬次運(yùn)算，S是Second，P是Per Second，O是Operation，M是百萬Million），就是每秒鐘可以運(yùn)行3000萬次的運(yùn)算。像一些藍(lán)牙耳機(jī)，做一些聲音指令運(yùn)算的智能的物聯(lián)網(wǎng)的元件（Smart IOT Devices）。當(dāng)進(jìn)行比較大量的，每秒鐘需要1億次運(yùn)算到1Giga（大概10億）次運(yùn)算的時(shí)候，就到了Smart Camera，智能相機(jī)，智能家庭的應(yīng)用，就會(huì)導(dǎo)入使用我們晶心的這個(gè)RISC-V DSP的系列，或者A系列，讓它能夠執(zhí)行Linux的運(yùn)算。那么如果在更高階，就要跑到使用Vector，像這邊有講到移動(dòng)端的AR,VR，或者是安全監(jiān)控，車用的，資料中心的這些應(yīng)用，都要再加一千倍，就是剛講到每秒鐘10億次（1Giga）的運(yùn)算再乘上1000倍，或者1萬倍，甚至是十萬倍，這些運(yùn)算就可以去考慮使用晶心的Vector的CPU。向量型的運(yùn)算，大概就是這幾種分類，給大家參考一下。

丨RISC-V IP授權(quán)業(yè)務(wù)特征有何變化

我們就授權(quán)金開始來說，產(chǎn)品剛開始的累積程度不多，所以在前面兩年推廣的階段還比較少。后面到了第三年，第四年開始可以看得出來，它的授權(quán)數(shù)量就成長(zhǎng)了很多。以2020來說，RISC-V方面的授權(quán)金以及服務(wù)，就已經(jīng)為我們帶來了整體營業(yè)額的58%的貢獻(xiàn)。也就是，雖然從2017年才開始，但到了2020年，它就已經(jīng)能夠貢獻(xiàn)超過50%了。

所以這個(gè)是它的一個(gè)特點(diǎn)，也就是進(jìn)來以后，前面兩年比較困難，但是后面順利以后，它的成長(zhǎng)性就爆發(fā)出來了。在2020年，我們客戶的生產(chǎn)量方面（由于我們是IP公司，所以生產(chǎn)都是由我們的客戶去進(jìn)行，因?yàn)槲覀円諜?quán)利金，所以我們會(huì)統(tǒng)計(jì)客戶的生產(chǎn)量。）統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我們的客戶每年都可以產(chǎn)出超過20億顆的SoC。那么在這里面有99%是來自于我們的V3，低于1%是來自于RISC-V，但你可以看到，這中間我們花了相當(dāng)多的時(shí)間在上面。累計(jì)到2020年結(jié)束的時(shí)候，我們的客戶已經(jīng)產(chǎn)出了超過70億顆的SoC。

所以對(duì)比來講，我們認(rèn)為RISC-V的一個(gè)特點(diǎn)就是，由于現(xiàn)在它是一個(gè)新的潮流、趨勢(shì)，接受度非常高，所以我們認(rèn)為在累積的出貨量上，會(huì)比以前來得快，而且成長(zhǎng)的斜率也會(huì)比較高。我們對(duì)于未來五年之內(nèi)RISC-V的出貨貢獻(xiàn)度，是非常寄予看好的。

丨RISC-V能夠一統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)嗎

我們當(dāng)然同意這個(gè)說法，但是更進(jìn)一步，我想引用今年年初美國一個(gè)叫做ARK Investment Management的信息（ARK就是方舟，所以如果你要找它的資料，找方舟投資也可能找得到）。他們做了一些未來10年、20年的預(yù)測(cè)，其中跟RISC-V有關(guān)的（他們是把RISC-V和ARM視為RISC的一邊），相對(duì)于X86的表現(xiàn)，兩者特別是在市場(chǎng)方面，一個(gè)就是伺服器，另外一個(gè)是網(wǎng)路加速器/云端的加速器，這兩個(gè)市場(chǎng)，他們非常地看好。ARM加上RISC-V未來十年內(nèi)將會(huì)領(lǐng)風(fēng)騷。

目前Intel X86占據(jù)主體的現(xiàn)象，到了2030年都會(huì)被翻過來，就是會(huì)變成以RISC為主體。所以在伺服器，云端運(yùn)算加速器市場(chǎng)方面來講的話，其實(shí)大家還是看好RISC的一個(gè)表現(xiàn)。因?yàn)楫吘筊ISC還是省電，所以我想除了你剛講的那些以外，RISC-V即將也變成整個(gè)工業(yè)的一個(gè)主流，所以有很多未來的夢(mèng)是可以做得比較大一點(diǎn)的。

丨RISC-V應(yīng)用情況如何

RISC-V的應(yīng)用其實(shí)蠻多的，我一個(gè)一個(gè)來說明。像比如說這個(gè)最簡(jiǎn)單的WiFi，然后Bluetooth，還有各式各樣的運(yùn)用；比如耳機(jī)，TWS（True Wireless Stereo）應(yīng)用；再來的話，就是觸控屏的控制，另外還有TDDI的這種整合；指紋的辨識(shí)，手勢(shì)的辨識(shí)等。指紋的辨識(shí)和手勢(shì)的辨識(shí)就已經(jīng)有一種人工智能的味道了，所以人工智能HAI到比較高端的伺服器要用的人工智能的控制器，這個(gè)它都表現(xiàn)得很強(qiáng)，都可以用。

那么物聯(lián)網(wǎng)，32位元或64位元的單晶片的控制器，AR,VR，前面我講的伺服器的應(yīng)用等等；它還有高階的運(yùn)算，HPC；再回到一般的控制器來講的，我們的白色家電，然后這個(gè)一些為控制器遙控的控制器，馬達(dá)控制器等等。還有車用的，車用也可以是一個(gè)很大的部分，目前也有一些客戶在這上面做研發(fā)。

5G的以及網(wǎng)絡(luò)的使用，網(wǎng)絡(luò)的控制器，比如說Switch Router，這些它都可以用；再來的話就是存儲(chǔ)方面，比如說SD卡，傳統(tǒng)的USB的大拇哥，消費(fèi)型的和企業(yè)型的SSD。

丨RISC-V芯片設(shè)計(jì)仍存在哪些困難

晶心在芯片設(shè)計(jì)上16年的經(jīng)驗(yàn)跟功夫，是可以幫助客戶解決非常多的困難的。當(dāng)然晶心科技是一個(gè)IP的公司，所以我們主體的營業(yè)模式，還是把我們現(xiàn)有CPU以及未來要開發(fā)的CPU授權(quán)給客戶去做成他們的SoC。那在這個(gè)過程中需要我們幫忙的，有時(shí)候是軟件，有時(shí)候是硬件的研發(fā)。如果我們有這個(gè)技術(shù)，我們當(dāng)然就會(huì)協(xié)助。因?yàn)檫@里面有一些是IP的商業(yè)模式，所以遵循我們的營運(yùn)模式的話，我們可以選用授權(quán)，或者是協(xié)助他們?cè)贑PU的RISC-V方面特質(zhì)化/客制化來協(xié)助他們。

除了這兩大類我們營運(yùn)模式以外，其他的就是結(jié)合我們的生態(tài)系（我們的生態(tài)系是全球RISC-V的生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)有300多家廠商的參與），從SoC的研發(fā)，硬件軟件，SoC本身的發(fā)展到之后的應(yīng)用上面的硬件和應(yīng)用軟件的發(fā)展，我們都可以協(xié)助客戶找到特定的生態(tài)系廠商來幫助他們。所以在這些方面的話，有什么困難，我們都可以提供幫助。

而有些客戶他有心理障礙，他會(huì)認(rèn)為說原來采用X86或者ARM的CPU，那他不知道如何跨到RISC-V方面。其實(shí)這部分相對(duì)是容易的，我們已經(jīng)有了十幾年的經(jīng)驗(yàn)，怎樣協(xié)助客戶轉(zhuǎn)到RISC方面來，那現(xiàn)在當(dāng)然是轉(zhuǎn)到RISC-V方面來，這個(gè)我們幾乎可以是以專家的角度來協(xié)助他們的，帶著他們從CPU選型，然后到SoC的這個(gè)研發(fā)，我們都可以協(xié)助的。

丨晶心產(chǎn)品規(guī)劃方向是什么

我們這陣子正好在發(fā)布四核心的產(chǎn)品。剛才講的45系列里面的A45MP和AX45MP，這兩個(gè)產(chǎn)品是雙發(fā)射，超純量的RISC-V多核心的CPU，它可以配置成一核，兩核或者四核心的多核心的應(yīng)用，它的應(yīng)用非常的廣。

那么我們?cè)诮衲暌矊⑼瞥鯝ndes Sentry，這個(gè)Sentry是哨兵的意思，它是用來協(xié)助在安全方面的一個(gè)生態(tài)系。也就是說采用晶心的RISC-V CPU搭配晶心自己以及其它的生態(tài)系合作廠商在RISC-V方面，已經(jīng)有了安全建構(gòu)的SoC系統(tǒng)，可以讓客戶來采用，所以我想這兩個(gè)是主要的重點(diǎn)。

另外前面我們提到的，還有另外兩樣也值得一提的，一個(gè)就是這個(gè)向量的運(yùn)算處理器，這個(gè)我們也正在推動(dòng)；另外一個(gè)就是給客戶擴(kuò)充，加指令的這個(gè)環(huán)境，我們叫ACE（Andes Custom Extension?），這樣的環(huán)境也是我們最近在推動(dòng)。整體而言，晶心在現(xiàn)在跟未來都是朝RISC-V更深?yuàn)W更高階的產(chǎn)品線去發(fā)展。同時(shí)，由于我們?cè)瓉碓谥须A和入門型的這個(gè)部分的產(chǎn)品線的發(fā)展和布局，我們等于是朝全產(chǎn)品線的方式去進(jìn)一步布局。

丨如何看待開源架構(gòu)下的IP商業(yè)化

由于RISC-V是開放型的開放源，但是它的開放源只限制在指令集架構(gòu)方面。但是有一些商業(yè)聯(lián)盟，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，他們?nèi)プ鲞@個(gè)硬件核心的開放源，那是個(gè)別的決定，不是全面的。

所以晶心在這里選擇的是指令集開放源，但是核心處理器是采用商業(yè)模式的。所以我們當(dāng)然可以從另外一個(gè)部分去比較這兩者中間的差，不是說開放源的這個(gè)核心跟商業(yè)模式的核心。但我今天的重點(diǎn)不擺在那里，而是專注在講就是晶心是怎么做的。所以我們?cè)谶@個(gè)部分的話，商業(yè)的模式就是傳統(tǒng)IP的營運(yùn)模式，而不是ARM，因?yàn)樵贏RM之前就已經(jīng)有不同的IP公司，他們?cè)谧鲞@方面的營運(yùn)。

這個(gè)營運(yùn)就是，第一，在授權(quán)的時(shí)候收取授權(quán)費(fèi)；第二，當(dāng)產(chǎn)品被應(yīng)用到芯片上面去出貨的時(shí)候，收取權(quán)利金；第三，在日常的服務(wù)方面，收取年度的服務(wù)費(fèi)或者維護(hù)費(fèi)。所以我要講的是這三種營運(yùn)的模式，這是我們主要的營運(yùn)模式。晶心內(nèi)部采用了BU,也就是營運(yùn)單位的事業(yè)部的規(guī)劃。我們還有另外一個(gè)事業(yè)部，就是專門協(xié)助客戶基于晶心架上的RISC-V CPU，如果要針對(duì)這個(gè)CPU做客制化，特質(zhì)化的話，協(xié)助客戶去進(jìn)行這樣特制化的CPU的制作，所以大概有這兩大類的模式。

丨企業(yè)如何選擇IP模式

我舉兩家全球知名的廠商，一個(gè)是Western Digital（西方數(shù)字），另一個(gè)叫Seagate（海閘），這兩家公司都是在做存儲(chǔ)的裝置。那么他們就自行采用開放源的處理器架構(gòu)，自己做處理器核心，然后進(jìn)一步把它整合成SoC做成芯片。但是我們也知道Seagate和Western Digital公司都是規(guī)模龐大的，擁有強(qiáng)大研發(fā)能力的公司。

如果本身過往沒有做出CPU的經(jīng)驗(yàn)和人力的話，我想就很適合采用晶心的RISC-V CPU來做芯片。這樣做的話，SoC能夠快速地量產(chǎn)，芯片產(chǎn)品能夠快速為公司帶來營業(yè)額和獲利，這對(duì)于企業(yè)來說應(yīng)該還是比較重要的吧，而不是說一定要哪個(gè)部分自己做。我們套用一句比較通俗的話，就是喝牛奶不見得要自己養(yǎng)牛，甚至更不用自己去蓋牧場(chǎng)。所以在這里，我們提供各方面的選擇，讓客戶在評(píng)核后去選擇。

丨RISC-V落地情況如何

我想專業(yè)的公司自然會(huì)比較有機(jī)會(huì)獲得成績(jī)，也就是說越專業(yè)的客戶，他們?cè)谪暙I(xiàn)專業(yè)到專精的產(chǎn)品去獲取市場(chǎng)占有率上，我相信市場(chǎng)會(huì)給予他們一個(gè)評(píng)核跟回饋，也就是比較專精的比較專業(yè)的公司就會(huì)勝出，這是我的一個(gè)評(píng)估。

丨RISC-V前景如何

前面講的這個(gè)方舟投資，以及我們?cè)谑袌?chǎng)上的觀察，以及RISC-V International Association（RISC-V國際協(xié)會(huì)，以前叫RISC-V基金會(huì)）會(huì)員的蓬勃發(fā)展，可以看出，全球各地都熱烈擁抱和歡迎RISC-V的發(fā)展。所以無論是在歐洲，亞洲，還是過往比價(jià)沉悶的南亞洲（包含印度跟孟加拉，巴基斯坦），甚至南美洲的巴西，也都是很熱烈地在發(fā)展RISC-V，以至于在短短幾年內(nèi)，RISC-V的會(huì)員已經(jīng)從0增加到1400-1500以上。目前它的會(huì)員力量是越來越強(qiáng)大，所以我們認(rèn)為在全球的熱烈歡迎，以及架構(gòu)，產(chǎn)業(yè)，各式的生態(tài)系，這樣的努力下，它未來十年內(nèi)的蓬勃發(fā)展是令人可期的。

丨晶心如何發(fā)揮自身價(jià)值

我們晶心在2015年開始去構(gòu)想的時(shí)候，就已經(jīng)決定去投入，而且要變成里面的領(lǐng)導(dǎo)者。目前我們也確實(shí)是在RISC-V的社群里面，以領(lǐng)導(dǎo)者之一的定位在繼續(xù)往前進(jìn)，我們的積極度來自于各方向的努力。

目前我們公司是RISC-V International Association董事會(huì)的成員，同時(shí)也是技術(shù)協(xié)會(huì)的副主席，幾個(gè)工作小組的主席/副主席。所以在這些部分，從RISC-V指令集、功能，以及我們剛講的生態(tài)系統(tǒng)，我們都做了非常多的貢獻(xiàn)。我舉一個(gè)例子來說的話，全球只要是采用RISC-V去執(zhí)行Linux，無論你是執(zhí)行32位或是64位的Linux操作系統(tǒng)，你必定使用到晶心科技提供的開放源碼。這是其中的一個(gè)例子，我們還有太多的例子。

晶心在提供科技到開放源部分，是不遺余力而且盡其所能的。那當(dāng)然，經(jīng)營公司必須要有獲利的條件，才有辦法長(zhǎng)期經(jīng)營、有序經(jīng)營。所以我們?cè)诶锩姹仨毚钆溥@個(gè)業(yè)務(wù)模式，以獲利為目標(biāo)之一。但是我們也把自身的科技拿出來貢獻(xiàn)給全人類。

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