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首个能买得起、具备高可用性的RISC-V单板计算机发布

时间:2021-01-15 作者:黄烨锋 阅读:
开源指令集的意义究竟在哪里?从最浅层来看,大概就是部分解决芯片设计的授权问题,以及国内提得比较多的藉由像RISC-V这样的开源指令集实现国产芯片的弯道超车。我们已经进入到不再是技术推动变革,而是需求推动技术应用的时代。这是当前这个时代,RISC-V的机遇……
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开源指令集的意义究竟在哪里?从最浅层来看,大概就是部分解决芯片设计的授权问题,以及国内提得比较多的藉由像RISC-V这样的开源指令集实现国产芯片的弯道超车。近期在赛昉科技的新品发布会上,赛昉科技首席执行官徐滔在接受采访时说:“现在到了一个应用场景决定软件,软件定义芯片的时代。”“要为应用场景设计芯片。”

“在闭源生态下,像Intel、Arm自己生产CPU或授权IP给别人生产CPU,推动设备厂商将新的算力带给消费者。这件事在云、个人PC的时代是成立的,因为我们需要的设备相对单一。”矽递(Seeed)科技首席执行官潘昊则在活动上提到,“但当我们进入AIoT这样多元化的时代,很难预测下一个爆品、需求是什么,此时我们需要行业告诉我们信息,行业拥有亿计的计算需求,本身就是渠道和最大的客户。它应当反向根据需求,跳过中间贸易环节去定制硬件,甚至定制芯片。”

“我们已经进入到不再是技术推动变革,而是需求推动技术应用的时代。”这是当前这个时代,RISC-V的机遇。这个机遇构成逻辑,在赛昉科技最新发布的“星光AI单板计算机”(BeagleV)上可窥见一二。

“全球首款基于RISC-V星光系列AI单板计算机”

赛昉科技去年发布过“惊鸿7100系列视觉处理芯片”,这也是当时“全球首款基于RISC-V的人工智能视觉处理芯片”。而本次发布的BeagleV星光AI单板计算机(以下简称BeagleV)则是基于这颗RISC-V芯片所推的一块系统级单板计算机。

BeagleV预计会在今年3月开始小批量供货,下半年大批量“向整个社区供货”,4GB/8GB RAM两个版本的售价分别是119美元和149美元。在谈这块板子之前,首先来看一看赛昉科技这一年来发布芯片的对应关系。徐滔在发布会上列出了BeagleV板子在赛昉科技的RISC-V生态中所处的位置。

RISC-V作为开源指令集处在最底层,随后是天枢处理器——这是上个月赛昉科技才在重庆发布的一款产品,当时就宣称是“RISC-V全球性能最高的处理器”,对标Arm Cortex-A76与Intel Core i5(虽然没说是第几代酷睿)。去年我们写过一篇文章谈SiFive的核心IP中最高性能的U84,当时的宣传中SiFive U84可对标Cortex-A72;那么天枢理论上会比U84性能更强,而且从天枢此前标的RV64GCVBH支持来看,其架构扩展也比U84更全面。或许将来有机会,我们可对天枢这个IP做更深入的探讨。

言归正传,到芯片这一层,惊鸿7100就是其中的典型了——这颗(或这个系列)芯片是赛昉科技于去年9月发布的,基于SiFive U74核心(双核)的芯片(而非基于天枢核心)。我们在此前的文章中提过,SiFive的7系列与8系列IP都着力于高性能,而字母“U”本身也是面向高端计算的。U74的特点在于支持完整特性的操作系统,如Linux;面向需求高吞吐、单线程性能,但对功耗又有限制的应用,类似于Cortex-A55。

而BeagleV单板计算机就是用上了惊鸿7100的系统了。所以无意外地,这块板子搭载Linux系统。其大致规格及外设资源如上图所示。

其中有一些亮点在此补充:

- 首先是四个U74核心。实际上惊鸿7100芯片本身是双核U74,从潘昊后续给出的PPT来看,这款芯片的真正编号可能是惊鸿7110,即原版7100的升级版。

- 徐滔提到“自研ISP”、“自研NNE(人工智能引擎)”,“还加入了VDSP(视觉信息处理器)和视频编解码”;会后我们还跟徐滔确认,这里的AI单元的确是赛昉科技自己的IP。这些都是惊鸿7100本身作为“视觉处理芯片”的基础。徐滔透露其AI算力大概在5.5-6TOPS的水平上。

- 支持4K@30fps分辨率图像输入,“完成各种各样视频图像和人工智能算法部署的优化”“视频和AI的视觉处理”,“满足各种端侧设备对实时性视频处理需求”。

- 徐滔在会上还说,“以后的版本会加入GPU,支持Android”;潘昊则在发言中提及了“Imagination图形处理器”,型号未知。

- 双通道LPDDR4 3200MHz,4GB/8GB RAM;

- 从现场展示来看,BeagleV的确比惊鸿7100的开发板要小不少(85x70mm);

- BSP与硬件设计开源,“可以下载、可以贡献”;

- Fedora为BeagleV提供官方支持,“我们正在跟更多的平台协作,共建完全开源的软件到硬件的生态”

在具体的应用方面,工业、机械、交通、能源、AI等边缘计算应用都是赛昉科技预期中的。徐滔还谈到了BeagleV的作用,包括“端到端的硬件+软件的基础架构”,“促进客户基于RISC-V和AI的解决方案的部署”。

RISC-V未来也能应用到服务器、超算领域

针对BeagleV板子的生态合作与推广,赛昉科技选择的合作伙伴是Seeed和BeagleBoard。其中Seeed是开源硬件解决方案提供商,单板计算机制造商和渠道商。“通过Seeed我们可以把星光单板计算机送到每个开发者手中。”

而BeagleBoard则是开源社区运营商和品牌商。作为开发社区,BeagleBoard还是相当有影响力的。“通过这次合作,他们可以将大量软件移植到RISC-V平台,移植到星光,让RISC-V爱好者可以基于星光开发他们需要的产品。”徐滔说,“我们相信赛昉科技、Seeed以及BeagleBoard通力合作,可以把RISC-V的开源生态推向一个新高度。”

而本次发布的BeagleV似乎被赋予了相当重大的意义。潘昊说:“我们希望它不只是一款产品,而是代表一个时代的开始。之前RISC-V也有一些开发板或者应用,但它离消费者和普通物联网应用还是比较远,因为第一性能可能不够,或者性能够了但价格太高。”

徐滔也在接受采访时说,“这是第一款具备了实用性,可以买得起、真正能够跑Linux的RISC-V的计算机。”而像天枢这类核心的存在也能够证明,RISC-V的应用场景并不限于小型IoT设备。

“以前很多人都认为,RISC-V就只能用在IoT、很小的一些地方,这个观点其实是不对的。这个架构完全可以用在PC、服务器、超算等领域。做和不做,不是技术原因。我相信,应用到服务器和超算上,并不是会不会的问题,而是何时应用、谁来做、做得怎么样的问题。我们的发布会也证明了这一点。”徐滔表示。

RISC-V的机遇,需求驱动的硬件生态

文首提到潘昊所说AIoT时代,“不再由技术推动变革,而是用需求去推动技术应用的时代”,这样的特性为RISC-V提供的机遇。这其中的逻辑简而言之是在于:在赛昉科技看来,过去的时代是Intel、Arm这些技术驱动的老生态,芯片厂商推动着行业的变革;

而现在这个时代,则是需求驱动的新生态,RISC-V指令生态以及赛昉科技为代表,以开源硬件和开源ISA为基石。此刻真正推动行业变革的,是需求——在有需求时,由需求去逆向推动硬件、芯片的定制,最终推动行业的发展。

这其中的依据在于:在潘昊所述这个“时代”之前的时代,一个需求从想法到最终产品,过程相对复杂、周期也很长。过去从需求产生,到硬件原型诞生,到工程样板、小批量试产、大规模生产和规模化供应,“这个过程过去很长,而且需要各种各样的人才协作”。所以当时需求很难真正驱动硬件。

但在潘昊看来,“今天这个事情因开源而改变。大家基于共同的开源硬件去设计设备,物料、工艺、供应商、人才完全可以复用。所要做的就是提出需求,快速整合到一起。”潘昊说,“全球能够将硬件做到最快速的地方就是中国深圳,我们把全球供应链都准备好,让越来越多的新硬件能够快速孵化出来。”

“新硬件产生从过去极其耗资耗力,时间长度不等,到今天我们只需要几个小时的时间就能基于开源硬件形成一个样本。几天时间做出的样本被复制,小批量只需要几周。这个速度能够促进硬件在物联网需求下快速迭代。”

在赛昉科技、Seeed以及BeagleBoard看来,三者组建的合作关系是推动这一“新生态”的力量。“赛昉科技是领头羊,提供核心的引擎;BeagleBoard作为全球最流行的开源计算机项目,定义硬件功能、外壳、应用等,并运营社区,与全球软硬件开发者互动;Seeed作为领先的硬件孵化平台,帮助新兴应用快速变成设备,帮助项目成长。并反向与赛昉科技一起,去探索设计下一代芯片。”

这种基于开源硬件(与开源ISA)的一套思路,在IoT时代,是相当完整的生态逻辑了,听起来也很庞大。不过它对所谓“需求驱动生态”的灵活性要求可能也很高,这会成为即便开源硬件思路下的挑战。潘昊补充说:“我们希望这样一个新生代内核能够形成一个飞轮,不断旋转,扩大影响力,让更多人参与进来,让更多用户去使用这样完全开源的计算体系。”

这就为BeagleV及三家企业的合作,和后续生态的发展,赋予了点儿革新时代的意思。

RISC-V的机会越来越多

总结起来,IoT时代的特点在于需求的多样化。这是赛昉科技认定RISC-V能够获得更多机会的立足点。紫光展锐作为RISC-V生态参与者之一,以及赛昉科技的合作伙伴,紫光展锐市场部副总裁夏晓菲在发言中提到:“RISC-V作为开源指令,最大优点就是让大家对各个行业、各个领域、各个产品场景的理解,能够去灌入到RISC-V的盒子里面,对它进行改造,让它更适合我们现有的应用场景。”

“我们也更希望RISC-V能够基于产品场景,做出更多差异化点。”夏晓菲列举了几个场景中的具体例子,比如在5G modem的发展过程里,所有的网络制式要在一片芯片中获得支持。“要追赶协议的发展,协议演进一年半就一个版本。在协议出来以后,怎样保证快速就绪,传统开发模式是来不及的。”

“Modem的发展有个软基带的概念,这虽然不是新技术,而且2010年前后也有公司短暂地实践过只是并未成功,因为功耗问题很难解决。但现在的制造工艺今非昔比了,那么当通信处理器逐渐软化,朝着软基带的方向发展,RISC-V就能带来差异化竞争点。”

还有比如针对图像处理,“现在包括AI处理器、ISP、GPU、CPU都一起处理一张图片,这太复杂了,如果能够引入RISC-V与AI结合,做定制化特性,让架构变得简单。这也有机会成为RISC-V发展差异化的方向。”夏晓菲表示,“再比如工业领域注重安全性,场景本身也多样化。多样化的安全需求,RISC-V自然能够适应这种场景的发展。”

这些皆印证了徐滔与潘昊提及需求驱动时代的到来。如此看来,RISC-V的市场也远超我们原本的想象。

赛昉科技(CEO徐滔)与港华能源(总经理邱建杭先生)、紫光展锐(副总经理夏晓菲)的战略合作签约仪式

责编:Luffy Liu

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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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