以開源產(chǎn)品方案落地為起點(diǎn)，高性能RISC-V芯片發(fā)展的“三部曲”

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）2021年12月，賽昉科技發(fā)布全球性能最高的基于RISC-V的處理器內(nèi)核——昉·天樞系列處理器；2022年8月，賽昉科技宣布推出全球首款量產(chǎn)高性能RISC-V多媒體處理器——昉·驚鴻7110，以及配套R(shí)ISC-V單板計(jì)算機(jī)——昉·星光 2；2023年下半年，賽昉科技將發(fā)布全球首款面向PC等應(yīng)用的高性能RISC-V芯片——昉·驚鴻8100。

作為RISC-V軟硬件生態(tài)領(lǐng)導(dǎo)者，賽昉科技高性能RISC-V芯片的量產(chǎn)，拉開了RISC-V架構(gòu)從傳統(tǒng)嵌入式走向高性能應(yīng)用場(chǎng)景的大幕，標(biāo)志著RISC-V發(fā)展進(jìn)入了全新的階段。針對(duì)高性能RISC-V芯片的發(fā)展，2023上海國(guó)際嵌入式展(embedded world China)期間，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者專訪了賽昉科技資深銷售總監(jiān)周杰。他表示，高性能RISC-V芯片的發(fā)展將會(huì)有三大抓手，商用落地也會(huì)分三個(gè)階段。

高性能RISC-V芯片發(fā)展的“三部曲”

根據(jù)賽昉科技的官網(wǎng)介紹，JH7110（昉·驚鴻7110）是JH7100（昉·驚鴻7100）的升級(jí)版，具有高性能、低功耗、接口豐富、視頻處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)。具體來看，主要的性能升級(jí)包括核心數(shù)量升級(jí)為4核、主頻提升到1.5G以及增加了HDMI、PCI-e、can等接口，并集成了IMG的3D GPU。不過工藝方面仍然是采用28nm，并沒有提升。對(duì)此，周杰回應(yīng)稱：“針對(duì)JH7110適合的應(yīng)用場(chǎng)景來說，28nm工藝是最具性價(jià)比的。另外，采用相同的工藝節(jié)點(diǎn)，JH7110可以很好的復(fù)用JH7100物理IP使用的經(jīng)驗(yàn)。”

“此外，為了讓芯片的能效水平進(jìn)一步提升，我們還做了很多專門的低功耗設(shè)計(jì)。比如，我們將原來JH7100中的電源域進(jìn)行了進(jìn)一步切割，將其分為8個(gè)獨(dú)立的電源域，這樣JH7110芯片中各個(gè)子系統(tǒng)就可以做到獨(dú)立關(guān)閉?！敝芙鼙硎?，“針對(duì)高性能應(yīng)用場(chǎng)景，以及一些普通的嵌入式需求，我們通過軟件可以根據(jù)需求切換頻率。”

在此，他引用了一些實(shí)際應(yīng)用中的典型數(shù)據(jù)。JH7110的靜態(tài)功耗僅為120毫瓦；在做單板計(jì)算機(jī)時(shí)（電源域全部打開），1.25GHz主頻下的功耗大概是3.8瓦，1.5GHz主頻下的功耗大概是4.4瓦；如果是針對(duì)個(gè)人存儲(chǔ)這樣的應(yīng)用（視頻輸出和GPU電源域關(guān)閉），系統(tǒng)功耗約為3.3瓦。

周杰強(qiáng)調(diào)：“通過切割的電源域，以及頻率切換等方式，JH7110能夠針對(duì)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行非常靈活的調(diào)整?！?br />
官方信息顯示，JH7110面向的終端場(chǎng)景包括邊緣計(jì)算、工業(yè)控制、NAS、平板電腦、個(gè)人單板計(jì)算機(jī)、HMI等。周杰稱：“JH7110是RISC-V進(jìn)入高性能應(yīng)用領(lǐng)域的入門級(jí)芯片。高性能市場(chǎng)和傳統(tǒng)嵌入式市場(chǎng)最明顯的差別在于桌面，雖然并不是所有高性能應(yīng)用都會(huì)用到桌面，但這是讓用戶感官發(fā)生改變的最本質(zhì)的東西。因此，JH7110搭載的GPU很好地響應(yīng)了這種變化。”

JH8100（昉·驚鴻8100）是賽昉科技在高性能RISC-V芯片領(lǐng)域推出的下一代產(chǎn)品。JH8100搭載昉·天樞處理器內(nèi)核，采用四大核二小核設(shè)計(jì)，并內(nèi)置賽昉科技自研的多核一致性NOC總線技術(shù)。周杰指出：“JH8100將直接對(duì)標(biāo)基于ARM Cortex A76內(nèi)核打造的芯片。”

根據(jù)周杰的描述，JH8100不僅是一款面向PC/筆電應(yīng)用的芯片，同時(shí)也集成了2T算力的輕量化的AI能力。針對(duì)個(gè)人消費(fèi)以及工業(yè)場(chǎng)景的設(shè)備智能化升級(jí)，JH8100會(huì)是一個(gè)很好的處理器選擇。

如上所述，預(yù)計(jì)2024年賽昉科技將會(huì)有更高性能系列的RISC-V芯片和大家見面，能滿足更高性能的市場(chǎng)需求。周杰表示：“在打造高性能RISC-V芯片上，我們將從三個(gè)方向著手。第一個(gè)方向是逐步提升RISC-V內(nèi)核的性能，JH8100搭載的內(nèi)核對(duì)標(biāo)的是ARM Cortex A76，后面打造的內(nèi)核將對(duì)標(biāo)ARM Cortex A78，然后是ARM Cortex X系列。這些內(nèi)核性能升級(jí)將會(huì)在三年內(nèi)完成?！?br />
“第二個(gè)方向是總線層面的創(chuàng)新。目前，賽昉科技已經(jīng)擁有能夠支持4-8核的總線架構(gòu)。在基于對(duì)標(biāo)ARM Cortex A78或更高等級(jí)的RISC-V內(nèi)核設(shè)計(jì)芯片時(shí)，我們將打造支持更多核的總線系統(tǒng)。”他在此講到，“第三個(gè)方向是服務(wù)器等HPC市場(chǎng)，我們傾向Chiplet的思路，依托自研的高性能CPU IP設(shè)計(jì) RISC-V架構(gòu)的計(jì)算芯粒，并針對(duì)性的開發(fā)一套自研IP，幫助互聯(lián)后的芯片實(shí)現(xiàn)更好的一致性?！?br />

高性能RISC-V芯片落地的“三部曲”

通過交流能夠發(fā)現(xiàn)，在高性能RISC-V芯片的規(guī)劃和發(fā)展里，每一代產(chǎn)品的目標(biāo)性都非常明確。不過，一顆芯片要落地到終端，還需要配套資源以及相關(guān)的應(yīng)用生態(tài)。作為一種后發(fā)的架構(gòu)，資源配套和生態(tài)往往被認(rèn)為是RISC-V芯片落地最大的劣勢(shì)。

在賽昉科技方面，該公司為了讓開發(fā)人員更好地理解和使用JH7110芯片，推出了一款單板計(jì)算機(jī)VisionFive 2（昉·星光 2），其是全球首款高性能、低成本且集成3D GPU的量產(chǎn)RISC-V單板計(jì)算機(jī)。

周杰介紹稱：“用戶可以將VisionFive 2當(dāng)成是一臺(tái)‘小電腦’，可以在上面辦公、播放視頻和玩3D游戲，等等。雖然基于JH7110芯片的VisionFive 2目前在性能上還無法和傳統(tǒng)PC、筆電去比較，不過它讓整個(gè)業(yè)界真實(shí)地看到了，RISC-V能夠邁向桌面端應(yīng)用，能夠邁向高性能市場(chǎng)。當(dāng)下一代基于JH8100的單板計(jì)算機(jī)推出后，性能將進(jìn)一步迫近現(xiàn)階段的桌面端設(shè)備?！?br />
為了讓用戶能夠更好地使用VisionFive 2以及后續(xù)的開發(fā)板或單板計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，賽昉科技專門打造了RVspace論壇?！癡isionFive 2上面的軟件資源是全開源、全透明的，我們將源代碼都放在了論壇里，包括硬件設(shè)計(jì)、電路圖、參考資料等配套也都放在論壇里，且都是開源的。目前，論壇上已經(jīng)匯聚一批創(chuàng)客和愛好者，他們對(duì)VisionFive 2及配套資源有很高的評(píng)價(jià)?！?br />
按照周杰和賽昉科技的構(gòu)想，RVspace論壇的運(yùn)營(yíng)要借鑒ARM架構(gòu)生態(tài)中樹莓派。樹莓派在Arm、Intel與微軟、蘋果、谷歌的同盟之外，打造了一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)，滿足了開發(fā)者的個(gè)性化需求。

“樹莓派社區(qū)運(yùn)營(yíng)得非常好，里面的開發(fā)者非常活躍，貢獻(xiàn)了很多方案和軟件?！敝芙芴峒?，“目前RISC-V在開源社區(qū)方面支持得也很好了，里面有很多的資源，開源的方案原型將會(huì)影響到商業(yè)公司，進(jìn)而將其打造成為商業(yè)化的產(chǎn)品，這是一條相對(duì)容易打通的路徑。但是在商業(yè)落地方面還有很多工作需要做，包括操作系統(tǒng)、開發(fā)框架、中間件、協(xié)議棧等。這是我們需要努力的地方，產(chǎn)業(yè)界也已經(jīng)有商業(yè)公司在主攻這些方向?！?br />
無論是配套開發(fā)資源、社區(qū)還是生態(tài)，最終的目標(biāo)都是為了實(shí)現(xiàn)高性能RISC-V芯片的落地。目前，從嵌入式智能到服務(wù)器HPC領(lǐng)域，都已經(jīng)有高性能RISC-V芯片來滿足一些需求。談到高性能RISC-V芯片落地，周杰認(rèn)為會(huì)分三個(gè)階段：
第一階段是以較快的速度實(shí)現(xiàn)在開源社區(qū)的商業(yè)化落地，目前已經(jīng)有客戶基于JH7110芯片實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品，包括開發(fā)板、Linux筆電和平板電腦等，今年就將開始上量。

第二階段是在工控領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)落地。這個(gè)領(lǐng)域生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)封閉可控，軟件棧也相對(duì)簡(jiǎn)單。當(dāng)然，工控的落地需要從硬件方案到軟件方案，再到品牌商，因此可能需要一年多的準(zhǔn)備期，也就是明年開始落地。

第三階段是落地到消費(fèi)市場(chǎng)。這一場(chǎng)景目前還受限于操作系統(tǒng)的缺失，沒有像面向ARM架構(gòu)芯片那樣的安卓系統(tǒng)，目前谷歌等公司正在做這個(gè)工作。

“到了消費(fèi)市場(chǎng)落地時(shí)期，用戶對(duì)于RISC-V芯片還是ARM芯片的感知并不強(qiáng)，這個(gè)時(shí)候RISC-V芯片公司要體現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)力，就要有差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”周杰最后說。