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【有奖话题】听你聊聊RISC-V芯片

高工
2023-06-04 20:00 1楼

聊聊你对RISC-V 在低功耗物联网方面的应用;

展望RISC-V在车规级芯片上的应用;

聊聊RISC-V在AI和机器学习上都有哪些突破或者进展;

聊聊RISC-V相对于X86、ARMl架构来说,市场地位及趋势的看法;

活动规则:

参与回答问题(以上任意一个话题),字数不少于300字,内容相关,将获得200积分

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抽奖中奖用户名:jobs

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院士
2023-06-09 19:43 2楼

RISC-V芯片我个人还是欣赏和期望的。
欣赏的在于其指令集的学习成本相对低——官方手册薄
期望的在于其更适合设计与实例化——可以自由裁剪和添加

在大规模的应用下,成本压力肯定还是首位,然后,才是研发成本。
RISC-V的技术成本其实可以借鉴ARM的开发,说来RISC-V指令集也参考了不少ARM指令集的设计。
而成本压力的化解对于RISC-V的芯片来说就算是另辟蹊径了。
由于RISC-V指令集是可以自由裁剪与添加的,在某个成熟的应用里面,我们在设计的时候可以直接对MCU硬件进行裁剪,注意,这里不是软件驱动的裁剪,不是软件功能代码的优化,也不是低功耗下的关闭外设,是简单,粗暴的直接删除,芯片上就没有了的,直接删除。
当我只需要串口,而不需要CAN口下,比起通用MCU来说,芯片的价格自然就节省下来了!

你们说RISC-V芯片香不香?反正我觉得香!

专家
2023-06-10 22:36 3楼

展望RISC-V在车规级芯片上的应用;

RISC-V的优势就在于,作为后起之秀,它灵活、精简、开发成本也更低。

现在的汽车,作为“轮子上的计算机”,它需要囊括的已不只是被动安全,信息娱乐已经成为汽车制造的新需求,软件定义汽车已是它的新方向。

通过对比X86、ARM与RISC-V的应用区别,就可以很清楚的知道为什么在汽车板块RISC-V捷足先登。

X86、ARM、RISC-V指标对比
指标 X86 ARM RISC-V
指令数 基于复杂指令集计
算,指令数繁多
基于精简指令集计
算,但指令数依旧繁
基本指令集 40 余条
模块化、可扩
展性
不支持 不支持 支持
硬件实现 复杂性高 复杂性高 硬件设计与编译实现非
常简单
商业运作 封闭 授权昂贵 开源免费
生态环境 成熟 成熟 快速发展中
应用市场 服务器和桌面 PC 移动和便携设备 从物联网切入 (智能穿
戴) , 可覆盖 MCU 到超
级计算机的全计算领域
特性 侧重高性能和兼容性 侧重节能、 能耗 模块化、 灵活性高
应用厂商 英特尔、 AMD、 苹果、
三星等
英特尔、AMD、苹果、
三星等
SiFive、 恩智浦、 阿里、 兆易创新、华米等


从三者的功耗和应用来看可以发现,X86更适合PC端的高性能计算,功耗最高;ARM适用于移动通讯领域,扩展性不及X86但能耗居中,RISC-V多用于智能穿戴设备,指令精简,且没有历史包袱,这意味着它具有最小的能耗。我们知道汽车没有电源,但是车上的电控系统、传感器等众多设备都是电老虎,搭载智能驾驶依然会消耗大量电能,所以RISC-V的低功耗是一个亮点,RISC-V避开了计算机架构几十年来发展的弯路,架构短小精悍,模块之间可以做到兼容,使得开发成本也更低。

RISC-V开源的优点众所周知,一方面它可以灵活地扩展指令集,与自动驾驶场景需求碎片化、可定制化的特性十分契合,而x86、ARM等架构的知识产权都属于某个特定的外国公司,无法在指令集架构上按自己的想法做修改和扩展;另一方面,由于ARM、Synopsys、Cadence 等海外公司占据了绝大多数IP专利,开源的RISC-V不会受到IP断供的风险。自动驾驶的新与RISC-V的新刚好契合。

另外汽车市场的一大难点在于各种严苛的认证。如今已有RISC-V的安全IP领先一步,通过车规认证,其RISC-V内核已经可以达到车用的高性能要求。比如:Rambus的硬件信任根IP RT-645就已经通过了ASIL-D的认证;晶心科技当前已经推出的汽车功能安全IP核—N25F-SE,也即将通过ISO 26262 ASIL-B认证。

如今有了RISC-V的加持,软件定义汽车的步伐正在加快。

RISC-V在汽车中的应用

汽车芯片的控制类芯片主要包括MCU和AI芯片,AI芯片通常要求较高的处理性能,边缘应用则需要低功耗、小尺寸的MCU,而RISC-V刚好是一种适合通用MCU和特定领域专用加速器 (例如AI)的ISA。

MCU芯片

MCU作为嵌入式系统和运动控制器的核心,提供应用控制层,执行总线通信协议,并提供用户接口。然而,MCU 芯片的发展需要 IP 授权,中国在独立可控的MCU开发之路上尝试多年,但在架构方面仍然受制于人,要知道ARM授权费用高昂,Arm的License Fee能占到芯片售价的2%-15%,按照50%毛利率来算,能占芯片成本的4%-30%。RISC-V的出现燃起了国产MCU的新希望。

采用RISC-V指令集设计的MCU可让芯片厂商/开发者快速完成低门槛、低成本的芯片设计,并可针对特定应用场景进行定制化指令设计,具有很强的灵活性,另外RISC-V也被认为是长产品寿命的良好平台,可以说RISC-V与MCU是完美结合。

AI芯片

在智能汽车领域, AI 芯片的应用发展已有些时日。“算力越高,车越智能”已成为众多车企都在喊的口号。

汽车在人机交互、视觉处理、智能决策等众多情境下,需要处理大量图片、视频等非结构化数据,对车载算力提出了更高的要求,这时或许会有人拿RISC-V与X86作比较,RISC-V确实精简,不过也可能有人提出疑问:它没有X86稳定的高性能计算能力,面对智能汽车的需求,如何独当一面?

从现实出发,以自动驾驶为例:如今的自动驾驶还主要集中在L2级别,各家企业和新车拼算力,拼的不是当前的“自动驾驶辅助”水平,而是未来几年的“自动驾驶辅助”水平。使用高算力的芯片,相当于在车里预埋了一种能力,以后可以不断的解锁这种能力。一个高性能的芯片,不是现在的刚需,它是未来的一种刚需。要知道,向高性能发展也是RISC-V发展的必然趋势,巧就巧在,RISC-V与智能汽车同属新赛道,AI芯片与智能汽车也在互相推动。

RISC-V在汽车应用中的掣肘

软件生态缺失叠加汽车产业“念旧”,加大RISC-V上车阻力。

虽然我们谈到的是软件定义汽车,但软件支持恰恰是RISC-V的短板,没有软件生态,基于RISC-V实现的芯片无论在任何领域都无用武之地,加之汽车行业对安全性的要求非常高,这也使汽车产业不太喜欢新东西,除了软件生态的劣势,相关的编译器、开发工具以及其它生态要素也还在发展,使得RISC-V上车,比国产厂商借助ARM上车的阻力更大。

RISC-V相关企业不能总是想搭便车,而不主动投入到生态的建设。那么,在汽车领域其实也是一样,在RISC-V刚兴起的这个阶段,在理念问题、投入问题以及商业利益回报问题下,谁来构建适合于RISC-V的上层软件,如何让RISC-V的灵活性在汽车领域得到最充分的释放就尤为重要。

针对当下迅速发展的智能汽车,中国工程院的倪光南院士也表示,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,是智能汽车芯片设计的理想选择。

RISC-V已“上车”

2020年4月,半导体解决方案的主要供应商瑞萨电子公司和SiFive达成合作,共同开发面向汽车应用的下一代高端RISC-V解决方案。

随之,在2020年末,瑞萨借助日本半导体公司NSITEXE推出了集成RISC-V协处理器的汽车MCU RH850/U2B。主要用于混合动力 ICE 和 xEV 牵引逆变器、高端区域控制、连接网关和车辆运动等相关应用。

今年年初,英特尔在CES 2022上推出了专为自动驾驶打造的Eye Q Ultra系统集成芯片,但要注意的是,Mobileye EyeQ Ultra 不包含任何x86内核,而是具有12个RISC-V 内核、Arm GPU和DSP。

最近,SiFive宣布推出三款车规级内核:E6-A、X280-A和S7-A解决方案,以满足当前和未来应用的关键需求,如信息娱乐、驾驶舱、互联性、ADAS和电气化。




专家
2023-06-11 17:23 4楼

risc-v作为开源的构架方案,值得推广。

但是作为太平洋警察,后续的开源是否继续还得继续观望。

作为普通开发者,最关注的是性价比或者功能。

占楼,后面继续。

高工
2023-06-11 18:14 5楼

随着RISC-V在全球范围内的较为广泛的应用,ARM应该会感觉到压力,相对于传统架构,多一个有力的竞争对手,对于用户而言,不一定是坏消息。


RISC-V自身的开源开放的体制,对于我们中国来说应说是一个很好的机会,从指令集的免费开源到基本指令集,扩展指令集的自由搭配,它的灵活性不言而喻。


在例如物联网领域,专用芯片领域,数据处理领域,数据计算领域等领域得到了越来越广泛的应用,相信将来会应用到更多的领域当中。


未来的时间里,RISC-V将需要解决商业模式,生态环境等关键发展问题。

最后引用一句大佬的讲话:Intel X86和ARM的IP授权虽然给中国带来了繁荣,但却是不自主和不可控的。而架构授权虽然不自主,但是可控且可以繁荣的。基于M-Core、MIPS Alpha的CPU则是自主、可控但不繁荣的。希望中国的CPU可借助RISC-V做到自主、可控、繁荣,并且持续性创新。


让我们撸起袖子加油干,共同见证中国在相关芯片领域再次弯道超车!!!!!


高工
2023-06-11 21:20 6楼

risc-v作为开源的构架方案,值得推广。

专家
2023-06-13 11:25 7楼

物联网设备通常需要具有低功耗、小尺寸和低成本等特点,RISC-V 指令集开源免费、简单灵活、易于裁剪和优化,很好的满足了物联网的需求,使得物联网是 RISC-V 最早成功的场景,到今天有接近 10 多年的历史。RISC-V 在物联网领域的应用历史可以分为三个时期:初始探索时期、快速发展时期和应用推广时期。初期探索时期大约是 2010 年至 2014 年,快速发展时期大约是 2014 年至 2018 年,2018 年至今是应用推广时期,到如今全球 RISC-V 芯片出货量已超 100 亿,其中绝大部分用于物联网场景。

虽然RISC-V正在向更多元的市场渗透,且硬件性能持续提升,但RISC-V在标准规范、工具链、软件生态方面仍与主流架构存在差距,继而限制了使用x86ARM等架构开发产品的厂商向RISC-V迁移的意愿。在这种趋势下,对生态支持的需求,逐渐成为RISC-V机构和厂商的布局重点。


菜鸟
2023-06-23 17:08 8楼

芯片技术,国内的芯片技术发展的怎么样啦!我们还是需要大量进口芯片吗?有没有国内芯片出口的啊

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