RISC-V在研究和国际合作下蓬勃发展

在2024年的RISC-V欧洲峰会上，笔者有幸采访了RISC-V研究领域的领军人物Frank Kagan Gürkaynak，他是苏黎世联邦理工学院的资深科学家，也是该社区的杰出人物。他的工作凸显了开源平台和行业利益相关者之间的协同作用，促进了创新并克服了技术挑战。

会议期间，Gürkaynak介绍了他的团队如何在60天内完成RISC-V处理器从设计到流片的全过程。

图1：Frank Gürkaynak在欧洲RISC-V峰会上发表演讲。（来源：Pablo Valerio）

利用开源取得商业成功

RISC-V的开源特性为商业实体带来了独特的优势。“Synopsys、Rambus和Micron等工具提供商一直在利用我们的开源存储库进行培训、基准测试和技术展示。”Gürkaynak说。这消除了与专有系统相关的法律障碍。

他列举了一些公司利用开源平台展示其工具功能的例子。“一家公司使用开源SoC展示了其运行时IP锁定功能。另一家EDA供应商利用大型开源设计展示了其并行仿真工具。”他说。

这些合作对双方都有好处：公司可以在实际场景中验证自己的工具，而研究机构则可以深入了解先进的工具和方法。这营造了一种积极的氛围，使开源平台成为学术研究和商业应用之间的桥梁。

加速开发周期

欧洲RISC-V社区的开发周期令人印象深刻。Gürkaynak重点介绍了一个项目，在该项目中，他的团队仅用60天就完成了从设计到流片的整个过程。该项目通过直接管理数据移动，有效绕过了传统的缓存系统，并通过将数据靠近处理器来确保快速处理。

图2：如何在60天内完成RISC-V SoC的流片。（来源：PULP Platform）

“这些创新凸显了RISC-V在推动芯片设计和实现方面的潜力。”他说。此外，Gürkaynak的团队还展示了其设计的可扩展性，从64核实例到4,000核潜在配置都具备了能力。这种可扩展性不仅是理论上的，它还已在与GlobalFoundries等合作伙伴的项目中得到了验证，展示了在紧迫的时间内实现大规模实施的可行性。

克服技术挑战

尽管取得了这些成功，RISC-V社区仍面临着技术障碍，特别是在组装和集成芯粒(chiplet)等复杂系统方面。Gürkaynak讲述了他的团队在芯粒集成的关键步骤——中介层组装方面遇到的挑战。即使在专业人士的帮助下，要确保中介层与PCB载板的可靠连接也比预想的要困难得多。

这个问题之所以具有挑战性，是因为拥有处理此类任务专长的大批量制造公司通常不会优先考虑以研究为重点的小批量项目。“如果你是索尼、英伟达、AMD或英特尔，你就没有问题，我的意思是，你可以做有趣的插入设计。”他说。这种差距凸显出需要为试图利用尖端技术进行创新的研究机构提供更好的支持机制。

通过多样化应用拓宽视野

欧洲RISC-V生态系统已超越高性能计算，涵盖物联网、汽车和云计算等多种应用。Gürkaynak强调了研究范围的广泛性，各种项目都得到了国家和欧洲计划的资助。

“不同类型的活动有大量的资助机会。因此，比方说，物联网或汽车处理器的复杂性与欧洲处理器计划的复杂性是不同的。这些也需要不同的预算。”他认为，“它们也需要更大的团队和凝聚力。它们都是非常雄心勃勃的项目。这种多样性确保了一个充满活力的生态系统，以满足欧洲处理器计划等雄心勃勃的项目和专业应用的需要。”

合作范围超越了欧洲，涵盖了世界各地的机构和行业。

“只要目标一致，地理界限就不会阻碍合作。”Gürkaynak说。在创新无国界的领域，这种全球视角至关重要。欧洲大学来自中国、印度和越南等国家的学生体现了这种国际精神。这些学生带来的动力和决心推动了RISC-V生态系统发展，为其活力和成功做出了贡献。

平衡公共资金和商业化

由于公共资金的支持，欧洲研究机构往往面临着将创新货币化的压力。Gürkaynak谈到了向利益相关者解释开源活动净效益的重要性。“开源项目提供了广泛的利益，使行业能够赞助和捐赠，同时为学生和研究人员创造机会。”他说。

这种影响超越了眼前的商业收益，促进了创新与合作文化，使更广泛的社区受益。然而，Gürkaynak提醒大学不要尝试直接商业化。“维持连续性、服务、支持和营销的复杂性更适合企业。”他解释说。大学更适合提出可被行业合作伙伴采纳并进一步开发的想法和创新。

未来前景和全球合作

展望未来，欧洲RISC-V生态系统的目标是通过国际合作实现持续增长。Gürkaynak的愿景包括与所有地区的合作伙伴展开合作，只要合作符合法规和共同目标即可。RISC-V的开源基础为这种全球参与提供了便利，允许跨境交流知识和专业技术。

欧洲的RISC-V生态系统在开源合作、快速创新周期和国际伙伴关系的基础上蓬勃发展。Gürkaynak的工作充分体现了这些要素如何共同推动芯片设计和实施的进步。随着生态系统的不断扩大，它无疑将在塑造欧洲乃至全球计算的未来方面发挥举足轻重的作用。这种合作精神加上RISC-V的灵活性和效率，有望开创芯片设计创新的新时代，而欧洲将站在这一激动人心的旅程的最前沿。

（原文刊登于EE Times美国版，参考链接：RISC-V Thrives Through Research, International Collaboration，由Franklin Zhao编译。）

本文为《电子工程专辑》2024年10月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。