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RISC-V:微处理器中的Linux ,它会开启一个开源硬件的文艺复兴么?

2018年10月10日 作者: 暂无评论 1,523+ 0

RISC-V的成功,也就意味着软银旗下ARM受到严重影响。ARM正试图将智能手机领域的主导地位拓展至其他市场。ARM最近更是搬起石头,砸了自己的脚。不知出于什么考虑,ARM前段时间发布了一个网站,专门用来攻击他们的竞争对手、开源芯片架构RISC-V。

全球嵌入式领导企业ARM正在备受煎熬,这种煎熬来自于他的母体——RISC,可能正像RISC的读音一样,ARM即将risk(危险)了。近日华米科技发布的黄山1号芯片,号称全球智能穿戴领域中第一个人工智能芯片,它使用的正是RISC-V架构而非传统的ARM架构,因此也是全球第一款RISC-V开源指令穿戴处理器。RISC-V的成功,也就意味着软银旗下ARM受到严重影响。

黄山一号:具有里程碑式的意义

如今可穿戴设备日趋同质化。一样的外形、一样的处理器、一样的功能,似乎可穿戴设备家家都一样,并没有标新立异的地方。作为全球第二大可穿戴品牌,华米有必要在这个时间节点构建硬件壁垒,并以此打造差异化竞争。华米科技基于RISC-V指令集开发出了黄山1号人工智能芯片,对于华米而言,黄山1号在其芯片研发上有里程碑式的意义。

黄山1号可以说是一颗含着金钥匙出身的芯片,面世之初其身上便挂着三个第一的头衔,它是可穿戴领域第一颗RISC-V处理器、可穿戴领域第一颗集成神经网络加速模块的处理器、可穿戴领域第一颗集成Always On模块的处理器。相比ARM Cortex-M4处理器的运算效率高出38%。该处理器拥有四大核心人工智能引擎:心脏生物特征识别引擎 、ECG、ECG Pro、心律异常监测引擎。黄山1号主频最高240MHz、采用55nm制程工艺,具备AI驱动、闪电性能、苗条功耗三大特点。目前该芯片已流片成功,并将在2019年上半年正式应用。

据华米科技董事长兼CEO黄汪表示:“我们做这个芯片的出发点是解决可穿戴设备医疗和健康领域的问题,要做24小时的心率不齐、房颤疾病监测的话,软件计算明显功耗太高,选用RISC-V架构主要是RISC-V更省电,因而我们选用了这个架构。”

黄山1号AI芯片的发布,不仅仅给了我们对于未来可穿戴设备更多可能性的憧憬,也大大推动了整个行业的发展。就连RISC-V联盟的主席和成员们都表示:黄山1号人工智能芯片是全球第一颗基于RISC-V的可穿戴处理器,RISC-V应用场景拓展向前迈进了一大步,期待它在智能可穿戴领域的精彩表现。

这颗重磅的处理器,居然是华米发布?其实毫不意外。近年来随着国内外可穿戴市场的爆发式增长,华米可以说是其中最大的受益者。华米独家提供给小米的小米手环目前的市场占有率维持在世界第二,仅次于苹果,第三位则是Fitbit。由此来看,黄山1号出自华米之手,合情合理。

华米科技还提到了他们今年6月份投资了SiFive公司,后者是一家专做RISC-V处理器IP的公司,于2015年7月由RISC-V发明者所创立,是全球首家基于RISC-V 制化的半导体企业,在世界10个国家和地区设有分支机构,已成为当前规模最大的RISC-V商业化公司。

革命性的芯片设计RISC-V

顾名思义,RISC-V是RISC的第五个版本。RISC,即“精简指令集计算机”,正是下面两位今年新晋图灵奖得主John L. Hennessy和David A. Patterson对行业的重大贡献,由加州大学伯克利分校于1980年发布。芯片指令集帮助计算机软件与底层硬件设备通信,是计算机的基本组成部分。

图为John L. Hennessy和David A. Patterson

ARM的芯片设计则是基于早期RISC架构。ARM将这种设计授权给多家芯片厂商,而此类芯片几乎被用于所有智能手机。

RISC-V不仅与ARM形成了竞争,对于x86来说,也是一种替代选择,最终可能会给英特尔和AMD造成威胁。但在PC和服务器市场,既有芯片架构的地位非常牢固,因此在短期内RISC-V还无法掀起太大波澜。

和统治着服务器操作系统的Linux一样,RISC-V也是一种开源技术,不属于某家特定公司,如果它继续快速发展,可能会成为首个广泛使用的开源指令集设计。许多研究RISC-V的人将这个圈子的能量比作上世纪90年代的Linux开源运动。当时,科技行业的许多人士都对开源操作系统能否成功持怀疑态度。然而最终,Linux成为了服务器领域占主导地位的操作系统,并且成为了Android系统的基础。

RISC-V还具有碎片化功能,所谓碎片化是指支持芯片设计公司在核心架构之上添加额外功能,这使得企业可以根据自己的需求来定制芯片,结果,就会像Android一样,小米有小米的样子,华为有华为的样子。相比之下,ARM指令集不支持这样的修改。

同时,RISC-V设计也在逐渐进入设备的底层芯片。

l 英伟达表示,将在配合GPU使用的底层微控制器中使用RISC-V设计。此前,英伟达使用定制开发的微控制器(MCU)芯片Falcon。

l 体系架构宗师、另一位新晋图灵奖得主Patterson的弟子谭章熹创立的OURS,就在基于RISC-V架构开发物联网处理器和神经网络加速系统级芯片。

l SiFive也是这一领域的新秀,这家公司由加州大学伯克利分校教授Krste Asanovic与他的两名研究生共同创立。Asanovic是RISC-V最初的开发者之一。SiFive正在为小型设备和服务器计算机开发RISC-V芯片。SiFive也在尝试将芯片设计授权给他人,模仿ARM的商业模式。

之前也有接触过一些其它的开源ISA,但基本上只限于FPGA上,而RISC-V已经有流片样品出来了,先不管样品的实用性到底如何,至少人家已经流片了,而且发布了开发板。不多说了,上图。

FE310,SiFive公司Freedom Everywhere系列的第一款SoC,就是颗单片机。

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