RISC-V架構的案例
關注 | RISC-V架構！阿里平頭哥發布玄鐵907處理器：已向多家企業授權
5月18日，平頭哥發布旗下玄鐵系列新款處理器—玄鐵907，該處理器對開源RISC-V架構進行優化設計，兼顧高性能及低功耗特點，可應用于MPU（微處理器）、智能語音、導航定位、存儲控制等領域，據透露，該處理器已向多家企業授權。
和傳統芯片架構不同，開源RISC-V解決了傳統IP授權模式下芯片設計成本高昂、靈活性差的問題，得益于此，RISC-V已迅速成為芯片產業鏈的主流選擇。作為最早布局RISC-V技術的企業之一，平頭哥的玄鐵系列產品線全面覆蓋高性能及低功耗等場景。
此前，平頭哥已推出基于RISC-V架構的玄鐵902、906及910等多款產品，此次發布的玄鐵907是一款兼具高性能和低功耗特點的處理器。據悉，玄鐵907對開源RISC-V架構進行了擴展增強，采用5級流水線設計，最高工作頻率超過1GHz，單位性能可達3.8 Coremark/MHz；該處理器還首次實現了RISC-V 最新的DSP指令標準，擁有出色的計算能效，適用于存儲、工業控制等對計算性能要求較高的實時計算場景。
平頭哥玄鐵907架構圖
平頭哥副總裁孟建熠表示：“RISC-V架構芯片在AIoT場景的優勢逐漸顯露，平頭哥希望通過技術及產品的創新推動RISC-V生態的發展，進一步降低企業設計芯片的門檻。”
目前，平頭哥旗下玄鐵系列處理器出貨量已超20億，包括全志科技、卓勝微電子、中科藍汛等200多家企業都在采用玄鐵系列處理器設計芯片；2019年，平頭哥發布的玄鐵910實現了性能的突破，可應用于5G、人工智能以及自動駕駛等高性能場景。
展開 未來芯片設計僅靠這40多條指令？
也正是基于此，今天的開源架構RISC-V則顯得前景非常樂觀。
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開源架構RISC-V何時到來？
自2010年誕生以來，RISC-V架構經過了多次完善與迭代，隨著SiFive等公司在全球范圍內大力推廣，RISC-V已經漸成氣候，并于2015年成立了RISC-V基金會。目前，已有全球100多家公司加入，并且會員數量在持續高速增長。包括IBM、英偉達、NXP、谷歌、高通等全球科技巨頭都加入其中。
而在商業化方面，中國顯然已經走在了前列，這一點在文章開頭部分已經詳細介紹。對此，Krste Asanovic教授則認為，開源架構RISC-V仍處于摸索階段，雖然全球最主流的芯片設計公司都參與其中，并且中國也有超過200家企業加入進來，但是RISC-V仍面臨著很多挑戰。
對于后來者而言，想要打破傳統芯片架構的壟斷，首先就需要解決軟件和生態的難題，這也是橫亙在RISC-V架構面前的核心問題，而要解決這一問題離不開產業鏈的共同努力。對于企業而言，采用全新的RISC-V架構也面臨著保持ISA一致性的挑戰。作為一個開源的架構，RISC-V將會面臨碎片化的風險，RISC-V基金會的成立就是為了避免這種風險。但關鍵是信賴程度的建立還需要時間，產業鏈也需要達成共識。
對此，Krste Asanovic教授也表示：“我們還有很多工作要做。雖然說越來越多企業開始關注并嘗試RISC-V架構，采用該架構的相關產品也將很快推出市場，但是想要真正意義上走向成熟，還有很長的路要走。對于SiFive公司而言，我們也將與產業鏈伙伴一起，持續推進RISC-V架構的發展。”
展開 RISC-V架構的演變
雖然Fugaku在2022年6月的Top500榜單中被基于x86的Frontier系統取代，但它仍然位居第2位，并表明ARM將成為x86的重要競爭對手，也許會讓RISC成為高性能機器的主導CPU架構。RISC CPU架構比CISC架構更易于實現，需要更小的硅面積，并降低功耗。與CISC架構相比，這可以增加CPU時鐘頻率和模具上更多的內核，從而提高性能。
雖然領先的SPARC、MIPS和Alpha RISC架構已經倒在一邊，使ARM成為x86的主要RISC挑戰者，但它并不是唯一獲得牽引力的RISC架構。來自加州大學伯克利分校的RISC-V是伯克利RISC CPU架構系列的第五個版本，目前正在引起大量關注。人們普遍認為，這種興趣是由于RISC-V指令集架構（ISA）是開源的，允許其不受約束地使用。然而，其他CPU架構也是開源的，例如SPARC（OpenSPARC [4]）。
RISC-V的關鍵區別在于其ISA是模塊化的。目前有五個已批準的基ISA：RVM0（弱內存排序）、RV32I（基32位整數）、RV32E（只有16個寄存器的基32位基）、RV64I（基64位整數）和RV64E（只有16個寄存器的基64位整數）。如圖2所示，還定義了一些ISA擴展[5]，包括支持單精度和雙精度浮點（分別為“F”和“D”），壓縮指令（“C”）和矢量指令（“V”），使CPU設計人員能夠選擇基本ISA和擴展，以提供滿足其需求的特定功能。例如，RV32E基礎ISA只支持16個寄存器，而不是32個寄存器，通過相應的功率降低，節省了大約25%的核心硅面積[6]。這對于需要非常低功耗的電池供電的嵌入式或邊緣設備是有益的。由于這些是單獨的擴展，GCC和LLVM/Clang等編譯器提供了根據需要選擇這些擴展的任意組合的選項。
展開 RISC-V芯課程 | 從微架構到系統：基于新思科技RISC-V驗證方案構建高效可靠的RISC-V 驗證閉環
新思科技芯課程全新RISC-V系列即將推出，本次課程內容共4講，首場【從微架構到系統：基于新思科技RISC-V驗證方案構建高效可靠的RISC-V 驗證閉環】將于5月15日上線，深度剖析RISC-V在現代SoC設計中的核心驗證難點及挑戰，并重點介紹新思科技RISC-V相關的動態驗證方案，通過將STING的高效激勵生成能力與ImperasDV的精準檢查能力與新思科技的VCS、Verdi深度融合，展示如何構建一個涵蓋“激勵生成- 高速仿真- 深度調試-覆蓋率收斂”的仿真驗證方案。歡迎了解并預約更多系列課程：
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2. 5/22: 形式驗證為RISC-V內核保駕護航
3. 5/29: ZeBu高性能Emulator 助力RISC-V高效驗證
4. 6/5: FC QIK & AI FUSION：高效賦能RISC-V后端實現
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英特爾有意收購RISC-V明星公司SiFive：芯片戰線或將變得更為復雜
如果此次英特爾成功收購SiFive，則等于是正式加入到了RISC-V陣營，并成功在該技術領域獲得領先優勢。不僅有助于英特爾擴大IP產品組合，增強在物聯網及嵌入式市場的影響力，同時也將使得英特爾有機會借助RISC-V重回移動市場，即使RISC-V未來成功進入PC及服務器市場，英特爾也能立于不敗之地。
當然也有可能SiFive不賣，選擇繼續獨立發展，畢竟這個市場和技術正在冉冉升起，未來的價格將不僅僅是20億美元。如果是這樣，英特爾有可能進一步追加投資。不管賣不賣，這一輪傳言已經釋放出很多信息，至少RISC-V的發展，已經到了讓巨頭們不得不正視此股力量的時候了。
對英特爾來說，這也是對ARM展開反擊的一個機會，過往英特爾在移動芯片發展失利，x86架構的耗能問題一直難以解決，而在移動市場敗給了ARM架構，目前ARM架構在手機領域已擁有超過9成的市場占有率率，RISC-V架構可說是一個再次挑戰的好機會。
RISC-V技術長希默斯坦（Mark Himelstein）曾指出，RISC-V在開放性、簡易性、可模塊化、可拓展性等多個面向上，比起有著數十年歷史的傳統架構都具有優勢，這些傳統架構并非為當今尖端的運算技術所設計。
雖然現在RISC-V在半導體領域仍然規模不大，但研究公司Semico Research預期，2025年時市場需求將達到超過624億個RISC-V架構處理器，年復合成長率達到146%，5G及智能汽車將是成長最快的兩大領域。
今年3月，英特爾新任CEO基辛格提出了IDM 2.0戰略，宣布重回晶圓代工市場，并投資200億美元建造兩座晶圓廠，發力晶圓代工業務。
展開 從一個“巴鐵”的中國IC夢，淺談SiFive如何在中國實現RISC-V的大發展
僅用了3個月，伯克利的研究團隊就完成了RISC-V的指令集開發，并公開發布了第一版，該版本只包含了不到50條指令，可以用于實現一個具備定點運算和特權模式等基本功能的處理器。用戶也可以根據自己的需求自定義新指令。
RISC-V與其它高度商業化的處理器架構相比，最大的不同在于它是一個模塊化的架構。因此，RISC-V不僅短小精悍，而且其不同的部分還能以模塊化的方式組織在一起，試圖通過一套統一的架構滿足各種不同的應用。而這種模塊化是其它架構所不具備。
模塊化的RISC-V架構使得用戶能夠自主選擇不同的模塊組合，以滿足不同的應用場景。這一指令集兼具精簡和靈活兩大特點，其ISA豐富的拓展性和可定制性得到了廣泛的認可。因此，RISC-V一經推出，就展現出了蓬勃發展的勢頭。
RISC-V的靈活性還體現在生態建設上，對此，SiFive產品市場副總裁Jack Kang表示：“RISC-V可以共享軟件生態系統，并支持在此基礎上進行硬件的差異化創新，從而顯著縮短設計周期。”
圖：SiFive公司產品市場副總裁Jack Kang
RISC-V發展勢頭迅猛，
SiFive成為其發展的領軍者
時至今日，RISC-V的生態已越發壯大，2015年8月成立的RISC-V基金會，短短3年已有全球100多家公司加入。他們合作定義相關技術標準和軟件標準，這使得所有規模的公司都能從中受益，而在RISC-V出現之前，其他ISA還從未做到過這一點。當前，很多大公司已經成立了基于RISC-V的SoC芯片研發團隊，產品覆蓋嵌入式應用系統、MCU等。
展開 印度推出第一個自主處理器：RISC-V架構！
Veezhinathan補充說，微處理器的設計基于一個名為RISC-V的開放式指令集架構（ISA）。這意味著任何人都可以基于這種架構設計，制造和銷售芯片。他還指出，印度制造的芯片使用的是180nm工藝，而美國制造的芯片采用20nm工藝。正因為如此，芯片在這個階段無法為智能手機提供運算能力。但是，Veezhinathan表示，它仍然可以用在洗衣機或智能相機等智能設備當中。
該團隊還在研發一款名為“Parashakti”的超級計算機微處理器，據稱將于今年年底發布。很高興看到印度在這個領域邁出了一步，美國，中國大陸，韓國和中國臺灣長期以來一直是這方面領導者。
來源：cnBeta.COM
展開 方之熙:RISC-V架構將是我國物聯網芯片逆襲機會
RISC-V是中國運算平臺芯片成功的機會
在芯片產業的江湖上，并非一成不變，搶占未來制高點，搶占未來商業機會，就有機會換道超車。
每一次應用場景的變遷，都會孕育新的技術平臺的變革，也是孕育新的企業巨頭的機會。現在又到了貝爾節點將發生作用的時候了，物聯網時代的到來，將需要新的系統架構。這次運算平臺的技術變局，我們能夠抓住機會嗎?
在物聯網前期的嵌入式系統的產業里，目前采用比較多的是ARM的處理器架構，數據顯示在嵌入式領域有75%的系統設計是采用了ARM公司的微處理器架構。ARM是由ARM公司擁有的精簡指令集(RISC)處理器架構，由于具有節能的特點，非常適用于移動通信、嵌入式系統設計，所以在移動互聯網和嵌入式系統領域成為主流。ARM所采取的商業模式是IP授權，它的架構授權有三種模式：架構層級授權、內核層級授權、使用層級授權，架構層級授權在獲得ARM公司授權后可以對ARM架構進行大幅度改造，使用層級授權是只可以用但不可以修改。
在物聯網領域另一個后起之秀是RISC-V，它是2010年加州大學伯克利分校的David Peterson(2017年兩位圖靈獎得主之一)和Krste Asanovic領導開發的開源指令集系統架構，通過將核心指令集以及其CPU設計的IP開源，很大程度上改變運算平臺芯片的設計生態。RISC-V由RISC-V基金會管理，包括西部數據、英偉達、谷歌等硅谷巨頭都加入RISC-V基金會。因為它是免費開源的，而且可以靈活地進行修改并加入新的功能，所以RISC-V正在吸引越來越多的科技公司采用。根據IPnest的調研，ARM公司在2017年的IP授權收入下滑了6.8%，原因之一是因為RISC-V加入了競爭。
展開 國內又添RISC-V新玩家，飛利信開源MCU取得重大進展
在細則中，上海經信委把RISC-V指令集架構的處理器芯片列為相關的支持項目。按照細則的規定，如果企業所做的產品是基于RISC-V指令集架構研發的32位及以上的處理器芯片，且所用內核擁有國產自主知識產權的，再加上如果能滿足一些營收和性能條件，企業就有機會獲得上海方面的項目資金的支持。
芯來科技(武漢)有限公司創始人胡振波的說法，處理器是一個非常復雜的軟硬件系統工程，閉門造車自建標準是很難成功的。所以我覺得中國半導體產業應該主動和積極的擁抱RISC-V生態。我覺得從長期來看，RISC-V對于中國半導體產業一定會產生劃時代的意義，具體將會體現在三個方面：
1、通過RISC-V架構擺脫國外的壟斷，實現處理器內核的國產自主。并且這種處理器內核不是閉門造車出來的，而是擁有一種全世界認可的主流架構和主流生態。
2、由于RISC-V內核的成本優勢，將會幫助本土產業開發出更高的性價比的芯片；
3、由于RISC-V架構的開放性，將會幫助本土產業開發出更多具有差異化特性的芯片。
在國內，除了芯來科技外，也已經有阿里旗下的中天微、小米投資的華米進入了RISC-V領域，現在上市公司飛利信的進入，鼓舞樂國內RISC-V從業者的信心。
在筆者看來，希望看到更多的參與者，共建RISC-V生態！
展開 國外芯片五大玩家聯手組建了另一家RISC-V合資企業
原文鏈接：https://www.theregister.com/2023/08/04/chip_companies_risc_v/
以下是正文
Initial drive starts in Germany, pushes automotive blueprints
最初的驅動從德國開始，推動汽車藍圖
The RISC-V open instruction set architecture got a boost today after it emerged that five chip giants are coming together to jointly invest in a company to develop reference architectures based on the standard.
今天，五家芯片巨頭聯合投資一家公司開發基于該標準的參考架構后，RISC-V開放指令集架構得到了提振。
The new entity will be formed in Germany with investment from Infineon Technologies, Qualcomm, NXP Semiconductors, Bosch, and Nordic Semiconductor, with the aim of speeding up "the commercialization of future products based on the open-source RISC-V architecture."
新實體將在德國成立，由英飛凌科技、高通、恩智浦半導體、博世和北歐半導體投資，旨在加快“基于開源RISC-V架構的未來產品的商業化”。
展開 中天微發布全球首款支持物聯網安全的RISC-V處理器
2018年9月3日，杭州中天微系統有限公司（阿里巴巴全資收購）宣布正式推出支持RISC-V第三代指令系統架構處理器CK902，可靈活配置TEE引擎，支持物聯網安全功能。中天微將以此為新的契機，在RISC-V應用領域中進行全方位的系列化CPU布局與市場開發。
近年來國內對支持RISC-V的CPU處理器一直處于摸索階段，行業內外對RISC-V處理器的問世愈加期盼。在此時間節點上，中天微正式推出基于RISC-V的第三代C-SKY指令架構，同時發布第一個32位低功耗CK902處理器。并將針對不同的產品應用場景，持續推出支持RISC-V的CPU IP系列，在豐富中天微的產品系列的同時也為行業內客戶提供更多更靈活的CPU IP選擇。
中天微RISC-V處理器不僅能夠實現芯片差異化、多樣化設計，同時秉持發展普惠性產品的路線，幫助客戶降低產品研發成本。對于熱切關注RISC-V架構的發展、希望通過RISC-V架構的處理器進行產品設計的用戶，中天微RISC-V處理器將帶來重要的意義。
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中天微攜手松果電子強攻RISC-V
2018年9月4日，小米全資子公司北京松果電子有限公司與阿里巴巴全資收購的中天微系統有限公司正式宣布：雙方達成全方位的戰略合作伙伴關系并進行聯合開發，以中天微RISC-V CPU處理器為基礎平臺，松果電子提供極具市場競爭力的SoC智能硬件產品，共同促進和加速RISC-V在國內的商業化進程。
松果電子作為國內外少數可以研發高端系統芯片的新興科技公司，聚集眾多業界頂級的專家。研發團隊擁有長期通信SoC芯片設計、量產、豐富的OS研發經驗，參與開源社區的分布式開發，擁有極強的軟件架構設計與開發能力，有助于加速基于開源CPU指令集基礎上的開源軟件快速迭代，以此推動RISC-V社區和軟件生態發展、普及新的CPU技術。
中天微依托其自身的十多年嵌入式CPU研發與量產經驗，結合客戶對RISC-V的期待和建議，正式推出全面支持RISC-V指令集的第三代指令系統架構CPU IP系列。此系列產品將與市場的訴求緊密結合，提供成熟穩定的軟件生態內容，同時更具備了強勁的后發優勢。
本次合作，松果電子考量了中天微在現有嵌入式CPU研發技術、持續研發投入的經濟的雙實力，經過大規模量產驗證的中天微CPU內核架構配合成熟穩定的開發工具鏈，在以此最大限度避免使用RISC-V時帶來的技術和量產的不確定性。此外，中天微也認可松果電子在澎湃S1手機芯片上的成功，印證其在SoC上的深厚技術積累與手機芯片軟件系統上的雄厚技術實力。與此同時，松果擁有經過市場驗證的可擴展的SDR Modem技術，讓基于RISC-V架構的芯片產品可以進入技術門檻最高的智能手機領域。
展開 RISC-V爆發在即，Si-Five授權價曝光
最后，臺廠對于RISC-V亦抱持高度興趣，視此為新發展機會，如TSMC可獲得更多新創芯片業者的投單外；Andes也不固守自有專屬核心架構而擁抱RISC-V ，即便架構不相容亦不放棄新機；聯發科技(MediaTek, MTK)同樣加入RSIC-V基金會；芯片設計服務商智原科技(Faraday)也對新發展抱持期待。
Andes的RISC-V藍圖
以該公司的 AndesCore V3架構為例，與RISC-V以及其它指令集架構相比，無論是指令寬度、GPR數量，還有Delayed branch的數量等多項指標，從下圖可以看出，AndesCore V3與RISC-V指標非常相似，可以實現平滑地轉移。
對此，林志明表示：“基于晶心13年的技術積累，以及AndesCore V3與RISC-V的高相似度，我們可以在現有RISC-V指令集的基礎上，做一個Kernel，再結合AndesCore V3成熟的功能強項，整合打包在一起，就形成了新一代的AndeStar V5架構，這樣，RISC-V作為一個子集融入到V5架構當中，就可以將RISC-V的模塊化、可擴展的優勢帶給AndeStar V5。”
AndeStar V5包括32位和64位兩種架構，近期，該公司也推出了基于該架構的最新產品：AndesCore A25/AX25，適合以Linux為基礎的應用；AndesCore N25F/NX25F，適合浮點密集型的多元應用。A25及N25F為32位，而AX25和NX25F則為64位。
晶心科技CTO蘇泓萌博士表示：“晶心采用RISC-V作為第五代架構AndeStar V5的子集，并貢獻至RISC-V社群。A25/AX25及N25F/NX25F為5級管線并兼容RISC-V ISA (RV-IMAC[FD])的多功能處理器。所有25系列的處理器都包含具向量中斷dispatch和依優先序搶占模式(preemption)的晶心擴充 Platform-Level Interrupt Controller (PLIC)，能有效適用于不同類型的系統事件，并預先整合至64位AXI或64/32位的AHB總線平臺。”
展開 RISC-V面臨的挑戰！
RISC-V正進一步進軍主流市場，在眾多設計領域嶄露頭角，并獲得了越來越多的芯片制造商、工具供應商、大學和代工廠的支持。大多數情況下，它被用作一種補充的處理器，而非其他處理器的替代品，但這在未來可能會改變。
對于芯片制造商而言，RISC-V特別具有吸引力的是開源。RISC-V指令集架構（ISA）在本世紀初開始在加州大學伯克利分校開發，可通過伯克利軟件分發（BSD）許可證獲得，它允許以最小的限制廣泛分發設計。這對于開發原型的初創公司來說尤其適用，但也適用于高度特定的應用，如安全協處理器，因為它的源代碼可以調整。此外，它在中國等市場表現良好。在中國，全國都在努力降低半導體貿易逆差，以及芯片的IP成本。
大多數支持者欣然承認，在RISC-V對市場上已有的處理器核心構成嚴重威脅之前，它還有很長的路要走。為特定的應用開發軟件和微架構需要時間，而RISC-V基金會自2015年才成立。這一切使得RISC-V架構成為協處理器的一個有趣選擇，但并不一定是商業設計中的主要處理元素。事實上，我們尚不清楚RISC-V是否會真正取代一些領先的處理器架構。但它肯定會在那些成熟的處理器旁邊找到立足點，隨著RISC-V架構和軟件的成熟，它的角色只會越來越重要。
Microsemi公司FPGA營銷總監、RISC-V基金會發言人Ted Marena表示：“看看市場就知道，x86不會消失，ARM架構也不會消失。參考RISC-V的方式，以及諸多客戶對這項技術的看法，我們可以得出結論，RISC-V是一種選擇。它可以實現人們可能需要的創新水平。有很多人不需要它，但他們還有很多選擇。 但對于那些需要更高級別功能的人而言，RISC-V正是填補空缺的地方。”
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