市面上现有基于RISC-V的IP不少,已经上市的RISC-V芯片数量也已经不小了。但我们说,新思去年底推出了RISC-V指令集的ARC-V处理器IP,对于RISC-V生态而言仍然是个大事件。原因是这样的...

RISC-V这两年一直都算是半导体领域内的热门话题。其实首个RISC-V芯片的流片是早在2011年的事情,为什么会在十多年后的现在突然变得如此盛行?

此前我们大致分析过RISC-V这些年大热的原因,包括摩尔定律的停滞、加速计算的崛起、应用导向的芯片设计趋势(以及系统企业更多开始涉足芯片设计)、乃至地缘政治和产业链的区域化、自主化,都让RISC-V的开源、灵活等属性能够得到最大程度的发挥,是x86, Arm这类指令集没有也几乎不可能给到的。

换句话说,时代大潮决定了RISC-V的大火——不仅是嵌入式应用,还越来越往HPC方向走。现在的问题并不在于RISC-V是否会崛起,而在于RISC-V的生态发展得有多快。未来5-6年40%年复合增长率;正渗透到HPC领域;以及英伟达、Intel这些传统大咖入局,都能表现RISC-V处于高速发展期的事实。

可能近期对RISC-V而言,一个大事件在于,去年底IP领域内的一名重要参与者开始提供基于RISC-V的CPU设计IP:即新思科技。新思作为EDA企业,提供协助RISC-V指令集芯片设计的工具并不奇怪,不过作为IP供应商推出基于RISC-V的ARC-V处理器IP,至少可以说是RISC-V发展史中的大事件;当然还包括配套的设计工具,以及像TileLink VIP这样的必要组成部分。

因为这家公司在EDA/IP界的分量,和业内已推出基于RISC-V的CPU IP的其他参与者还真的不大一样。借着这个机会,我们来聊聊新思入局RISC-V的可能性与影响。

 

有关ARC-V,及新思RISC-V尝试

ARC在处理器IP行业的名声本身就不小,低功耗、高度可配置性、可扩展性是其得以满足应用需求的特点:ARC此前在IoT、嵌入式应用领域相当知名。最早的ARC处理器基于ARCompact指令集,几年前新思为其注入ARCv3开始达成64位支持。

一般ARC产品作为处理器核心设计,客户获取RTL级别的方案,并将其整合到更大的SoC上。ARC生态也历经了过去20+年的发展。

RISC-V先期发展已经达成颇具规模的嵌入式应用外加其灵活性,都与ARC这一路走来的方向显得非常契合。所以新思去年在硅谷举办的RISC-V北美2023大会上发布了ARC-V——看名字就知道是基于RISC-V指令集的ARC产品线延伸。

具体到IP产品,现阶段ARC-V涵盖3个家族系列,包括有:32位微控制器平台ARC-V RMX系列、32位支持实时多核的ARC-V RHX、能跑Linux这类操作系统的64位平台ARC-V RPX。前者上市时间预计为今年Q2,后两者则在下半年。

其中ARC-V RMX,3或5级流水线,主要面向低功耗的IoT应用;也有内置的DSP可选,用以支持人脸识别、手势识别之类的特性。值得一提的是RMX设计支持ASIL B和ASIL D安全等级,能够加速ISO 26262和ISO 21434汽车网络安全认证。也就是说RMX是FuSa功能安全支持的。

另外APEX(ARC Processor Extension)为RISC-V设计做出了额外的扩展指令支持——新思也提供定制化的编译器支持。RMX的目标应用典型如电机控制、BLE控制、SD卡等。

实时性能更高的ARC-V RHX,10级双发射流水线,最多支持16个核心。其重要特性包括支持硬件虚拟化、caching和RVV——也就是RISC-V的矢量扩展。更高性能需求的实时应用仍是其应用方向,如汽车、机器人、医疗设备与计算存储的安全管理。

64位多核心支持的ARC-V RPX系列,则基于虚拟化能跑Linux的常见分发版本;基于AMBA-CHI接口能够支持多核心cluster的缓存一致性。这就是个主处理器级别的产品了,面向航空电子、医疗成像、汽车域控制器、存储局域网等应用。

不过从此前新思发布ARC-V时给出的信息来看,无论是上述哪一个,ARC-V面向的就是嵌入式应用,暂时不会与HPC领域内的RISC-V处理器竞争,比如数据中心和手机SoC。

 

为什么说ARC-VRISC-V而言,分量不轻

去年新思宣布ARC-V产品时,媒体普遍报道说新思此次是正式进军了RISC-V。实际上新思作为EDA供应商,对RISC-V的支持也应该算得上是由来已久。

尤其考虑到ISA规格定义上,RISC-V对开发者来说有各种选择,而且还可以做ISA扩展、增加定制的指令。灵活性本身就对验证解决方案提出了更高的要求。与此同时,文首提到“应用导向”又是这个时代伴随RISC-V芯片设计的一大特性,则适配不同应用达成对应的PPA平衡,都是EDA工具与方法学需要解决的问题。这对新思而言显然都是主场。

前两年我们就看到了SiFive和新思合作加速SiFive RISC-V处理器SoC的设计和验证工作,还有和Imperas合作解决验证需求问题(更不用说后续新思就收购了Imperas)等等。

而且对于核心IP的支持也不限于核心自身,还在于核心周围的很多东西,从cache设计到NoC fabric等。比如在ARC-V之外,即便抛开现有ARC家族产品,也有个值得一提的Verification IP for TileLink(TileLink VIP)。TileLink本身是个开放标准的芯片级互联,主要用于RISC-V(也支持其他ISA)。

在诸如SoC这类系统之上,连接加速器、通用多处理器、协处理器、DMA等设计时,实时缓存一致性总线协议就可以选择TileLink。规格介绍中提到TileLink作为一种互联标准,本身有低延迟、高吞吐的特点。其关键特性包括缓存一致性(cache coherent)共享存储,针对SoC提供无死锁(deadlock-freedom)特性(支持DAG,以避免连接拓扑结构中的回路),请求的乱序执行,状态无关(stateless)总线的带宽适应等...

RISC-V SoC就可以用TileLink协议来实施到内存的一致性存储映射访问,算是比较典型的master-slave主从点到点协议。新思的TileLink VIP作为一整套协议、方法、验证相关的方案,主要是加速开发者的验证收敛;支持涵盖TileLink新版本的主要特性,比如TL-UL, TL-UH, TL-C一致性级别、乱序响应等。实现典型如多级缓存+内存的方案,都应当算是现代CPU设计的标配了。

实际作为RISC-V芯片设计EDA工具的组成部分之一,TileLink VIP也只是新思方案中的一个例子。像ARC-V处在ARC产品线之下,本身就表明了对于以往IP技术及其生态的借鉴,毕竟ARC作为既有产品就已经相当成功——再将其与RISC-V本身高速成长的生态接合,这个逻辑就显得相当合情合理。

基于RISC架构核心在硬件指令解码器、流水线执行、大型寄存器堆和load-store等结构方面的相似性,直接用ARC处理器现有的一些机制就能开发ARC-V核心。ARC处理器的现有用户针对新的ARC-V只需要简单重新编译代码。借助共享的Metaware工具链,扩展出对于ARC-V核心的支持,提供编译器、debugger、ISA模拟器开发工具等本身就是一种自有技术与资源的利用。

其他工具方面,前文还提到包括APEX指令集扩展,就有定制化编译器支持;还有ARC-V的处理器IP借助于Synopsys.ai的协助优化;那么对于ARC-V提供一系列工具与技术来加速SoC的设计与验证,涵盖Synopsys.ai, Fusion QuickStart Implementation Kits(QIK), 验证解决方案, 云SaaS平台等也就不意外了。

总结新思提供的RISC-V相关解决方案大方向,除了前述ARC-V处理器IP、TileLink VIP之外;还包括RISC-V设计与实施、RISC-V验证、ASIP Designer支持的定制设计、RTL Architect预测PPA预测RTL变化带来的拥塞影响、各种接口IP、Virtual Prototype、安全解决方案等……这些是ARC生态积累,以及ARC-V IP之外,新思提供RISC-V IP可能对RISC-V世界、对芯片行业产生影响不同于常规参与者的部分。

基于新思整个硅生命周期开发工具的诸多积累,从原型产品到具体实施、验证和流片,乃至到系统、软件开发工具,新思因此与foundry厂及诸多标准组织都有紧密的联系。这对RISC-V IP生态的长期构建都有着相当大的优势。

 

RISC-V合作与竞争间的差异化

此前新思就表达过,一直在观察RISC-V的发展,在看到客户需求和RISC-V生态强势增长的情况下,就发现是时候进入这一战局了。所以不出意外的新思成为了RISC-V International的Premiere会员。RISC-V International的扩大,吸纳更多的成员和参与者是RISC-V生态得以持续开拓与发展的基础。

但另一方面,更多企业参与生态构建,就商业层面也会事实上形成竞争关系。实际上现在的RISC-V处理器核心IP方面已经有Andes晶心科技, Codasip, Imagination, SiFive, Tenstorrent, Ventana等不同应用方向的参与者。

不过新思去年在发布ARC-V处理器时就提过差异化竞争的问题,即新思在IP领域已经有几十年的经验,IP占到“新思的25%”。

单就IP供应商的身份,新思本身是产品最全的IP供应商,还是顶级接口IP供应商,提供的IP产品包括逻辑库、嵌入式存储、模拟IP、各种有线无线接口IP、安全IP、嵌入式处理器及子系统等等。这对ARC-V这一IP产品的推广也都是优势资源。

所以福布斯去年撰文提及以新思在IP领域的地位,进驻RISC-V称得上是标志性事件。前文有提及新思在SoC及系统设计方面的优势资源让新思在RISC-V IP领域迅速占据一席之地几乎是板上钉钉的。

而且像ARC-V系列产品中还有机会加入不同场景定位的IP,辅以包含TileLink VIP及EDA工具在内的周边加强,新思构建起RISC-V生态的强势在整个行业里可能都会显得格外与众不同。

责编:Illumi
本文为EET电子工程专辑原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
阅读全文,请先
您可能感兴趣
随着长江存储在自主可控闪存技术上的不断突破,以及本土SSD主控芯片的崛起,半导体存储领域的国产替代正在快速发生。作为国产SSD主控芯片代表厂商之一的英韧科技,日起按联合国产头部存储器厂商推出了一款纯国产产品,行业传递了一个信息……
在霍宗亮看来,无论是内存还是闪存,都和建筑行业很相似。“我们给客户提供更大容量的颗粒存储更多数据,建筑行业给住户提供更大的居住面积让更多人住下去。”
汽车行业正经历巨大的转型,并发展成为一个由技术驱动的行业。这其中,人工智能的演进、用户希望获得如同消费电子般的驾乘体验、以及电动汽车市场的快速转型,是最重要的三大驱动因素。为此,Arm于近日发布了性能最强的汽车增强(AE)处理器IP和虚拟原型平台,意在加速产品交付,并从根本上重塑产品的开发流程。
截至2023年,RISC-V在主流应用中占比约30%,在主流市场年增长率超过40%,几乎用10年时间完成了Arm架构30年的历程。随着计算架构进入到一个新的黄金十年,基于RISC-V的创新架构不断涌现,已进入“10到100”的爆发期……
随着AGI(通用人工智能)的发展,中国AI算力中心建设正在蓬勃兴起,基于RISC-V架构的DSA新型服务器有可能实现对传统x86服务器的替代。
由于在AI领域的领先优势太明显,最近英伟达CEO黄仁勋在一场活动上直言:“英伟达的 GPU非常好,即使竞争对手的芯片是免费的,但它也不够便宜”。
存储市场规模在经历连续两年的下滑后,2024将回归正轨,今年存储价格呈平稳上升的趋势。得益于先进技术以及新兴市场的应用,存储行业正在从“价格"走入“价值"周期。
在首日的TrendForce集邦咨询新型显示研讨会上,LED与显示领域专家分享了丰富内容,从面板显示和Mini LED背光显示技术趋势、车载显示应用前景,到电视、笔电、监视器终端市场情况等,由上至下深入解析面板显示与Mini LED背光与显示产业链的最新发展状况。进入到第二天会议中,主题转向Micro/Mini LED直显技术,15位LED显示行业专家共论Micro/Mini LED最新技术解决方案与应用市场的开拓,为加速Micro/Mini LED商业化出谋划策。
赛昉科技与超聚变达成战略合作,RISC-V在数据中心迎来历史性跨越
3月21日,由东莞滨海湾新区管委会主办,东莞市发展和改革局、东莞市投资促进局与芯谋研究协办的2024东莞滨海湾新区智能移动终端产业供需交流会在上海圆满举行,超50位智能终端与半导体产业领袖、企业代表与有关部门领导莅临。此次交流活动聚焦东莞滨海湾新区产业优势、政策支持、投资环境等方面,吸引优质企业和投资机构参与,共同探讨合作机会,推动产业发展。
 智能汽车安全新媒体 AES 20244月11日-12日,由谈思实验室和谈思汽车联合主办的「第五届中国国际汽车以太网峰会」将在上海盛大开幕!本届会议将汇集数百位主机厂商、汽车一二级供应商、传感器、汽车
运营移动网络,很难做到兼顾且周全。要网络能力更强、业务体验更优、业务收入更高,网络就必然更加复杂,运维和用电成本也更高。无线网络复杂多变,影响网络性能的因素众多且相互关联,运营商在优化网络性能时难免会
点击左上角“锂电联盟会长”,即可关注!导读:自放电的一致性是影响因素的一个重要部分,自放电不一致的电池在一段时间储存之后SOC会发生较大的差异,会极大地影响它的容量和安全性。对其进行研究,有助于提高我
全新的Keysight E5081A ENA-X 矢量网络分析仪集多种测量功能于一台仪器中,以更快的速度、更大的灵活性、更低的成本进行有源器件全面的表征。内置的低噪声接收机和可配置的测试装置与调制信号
芯片超人现有1600平米芯片智能仓储基地,现货库存型号1000+,品牌高达100种,5000万颗现货库存芯片,总重量10吨,库存价值高达1亿+。同时,芯片超人在深圳设有独立实验室,每颗物料均安排QC质
 --芯图新势-- 作者&制图 I 芯潮ICID I xinchaoIC时间是一列公平的列车,在分秒之间精准地行走。回顾2023年的中国芯片半导体行业投资市场,无数的前行者怀揣英雄主义,心存理想,想要
  高压放大器是一种重要的电子设备,用于将低电压信号放大到高电压水平。其品质要求对于各种应用领域都至关重要,包括科学研究、医疗成像、通信、工业控制和其他领域。下面安泰电子将详细介绍
一周大事件1、荷兰首相本周访华,ASML在华售后服务或成重点2、三星韩国一工厂失火,三星半导体回应:与半导体业务无关3、部分晶圆代工厂成熟制程报价持续下调,幅度约4%至6%4、消息称SK海力士正在重组
IRX渲染加速技术助力游戏体验升级,高清视界沉浸式探索会呼吸的江湖 专业的视觉处理方案提供商逐点半导体宣布,为全球领先的游戏研发公司网易游戏旗下雷火事业群出品的旗舰级手游《逆水寒》提供移动
芯思想研究院(ChipInsights)对美国19家主要半导体公司(13家芯片公司、3家EDA公司、3家设备公司)营收进行了梳理和分析,现将有关情况整理如下。美国13家主要芯片公司2023财年整体营收