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平头哥发布最强RISC-V处理器,向AIoT时代迈出了一大步

2019-7-25 17:31| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 62831| 评论: 0|来自: 半导体行业观察

摘要: 自半导体产业诞生以来,过去数十年经历了多次变革,每次变革都来自应用场景的推动:PC时代成就了Intel,移动互联网时代成就了Arm和高通,而如今进入AIoT时代,平头哥已经率先迈出了一大步 。去年的杭州云栖大会上, ...

工具 基础 架构 开源 芯片

自半导体产业诞生以来,过去数十年经历了多次变革,每次变革都来自应用场景的推动:PC时代成就了Intel,移动互联网时代成就了Arm和高通,而如今进入AIoT时代,平头哥已经率先迈出了一大步 。

去年的杭州云栖大会上,平头哥半导体公司正式诞生;时隔不到一年,这家芯片公司发布了首款处理器——玄铁910,据官方介绍,这款处理器基于开源RISC-V架构,同时也是该架构下性能最强的处理器,可以应用在5G、自动驾驶等AIoT场景。
 
在开源的RISC-V基础上再开放
芯片是现代科技较高精尖的领域之一,其研发资金投入大、商用周期长等特点让不少企业望而却步,近年来由于IP的种类和复杂度越来越大以及通用接口的缺乏,导致从IP开始到系统集成验证再到软件调试的过程耗时更久、投入也越来越大。这推动了一场从芯片上游开始的变革。

在这场变革中,开源的RISC-V处理器更成为企业追捧的对象。

诞生于加州大学伯克利分校的RISC-V因为其开源、灵活和低成本等优势,从面世开始就受到了开发者的热烈支持和厂商的广泛关注。尤其是进入最近几年,在AIoT潮流和各国政府的支持下,RISC-V更是呈现出一种星火燎原之势。

作为一种开源的处理器架构,全世界的处理器开发者都可以基于RISC-V架构做出理想的处理器产品,这种可扩展可定制化的特点对于场景驱动、性能功耗需求各不相同的AIoT芯片尤为关键。而平头哥是国内最早布局这一领域的芯片公司之一。

    
但和其他芯片公司不同,平头哥“造芯”一以贯之沿用了阿里巴巴“让天下没有难做的生意”的使命,在这次发布会上,平头哥就宣布了普惠芯片计划,在开源的RISC-V基础上进一步降低企业设计芯片的门槛:

全面开放玄铁910 IP Core,全球开发者可以免费下载该处理器的FPGA代码,快速开展芯片原型设计和架构创新;

同时,平头哥还打造了面向领域定制优化的芯片平台(Domain specific SoC),提供包括CPU IP、SoC平台以及算法在内的软硬件资源,面向不同AIoT场景为企业和开发者提供不同层次的芯片服务。

一言以蔽之,平头哥要让芯片更普惠。

底气源自十余年的芯片研发背景
做普惠芯片是一个很宏大的目标,不仅需要在技术上有足够的储备,还需要有强大的生态能力。对于绝大多数芯片公司来说,这二者就像鱼和熊掌,很难做到兼而有之。

平头哥的优势在于,其核心团队拥有十年以上的CPU和芯片研发经验,长期从事自研指令架构、CPU微体系结构与系统芯片产品的研发,累计开发了7款嵌入式CPU IP核;同时这些产品均已得到大规模量产的验证,授权客户超100家,累计销售超十亿颗,这些芯片被广泛应用于机器视觉、工业控制、车载终端、移动通信、多媒体、无线接入和信息安全等领域,主要客户为一线芯片设计公司。

以玄铁910为例,从主流的跑分平台测试结果来看,玄铁910是迄今为止最强的RISC-V处理器,拥有不亚于Arm高端产品的性能。之所以能够实现性能的突破,这得益于平头哥过去在自研指令集上的技术积累(对处理器架构、工具链和开发环境等有深入的了解)以及IP Core的大规模商用经验(擅长以“应用驱动”的思路开发处理器产品)。


“整体来说,通过软硬件的深度整合,平头哥可以对处理器、SoC芯片架构和操作系统等全方位做深度优化,提供性能好、功耗优、成本低的全芯片架构,为定制化芯片提供基础设施”,平头哥方面指出。

从芯片研发的需求来看,以上足以支撑平头哥在RISC-V领域开疆辟土,平头哥在这个领域也的确取得了傲人的成绩。早前,这家公司已经推出了世界上较早的带有TEE的嵌入式RISC-V内核902,该产品获得了客户的高度认可。同时,他们还规划了低中高端等多系列产品,进一步为芯片厂商提供支持。

如果902是平头哥在RISC-V架构上的初体验,那么这次发布的玄铁910更像是一个扛鼎之作。

根据介绍,玄铁910把自研架构中经过产品验证的指令技术与RISC-V精简指令技术融合,在指令方面相比原始的RISC-V稳定可靠,同时有20%以上性能的提升。


在处理器的设计技术上,玄铁910在原有高性能处理器2发射的基础上,发展成3发射并行架构,流水线深度从10级发展成12级,单位性能提升40%以上,达到7.1 Coremark/MHz,工作主频达到2.5GHz,整体指标在原有技术上提升一个层次。

从平头哥方面的介绍可以看到,玄铁910的出现,不仅降低了高性能AIoT芯片中处理器的门槛,在5G、网络通信、人工智能、自动驾驶等领域发挥重要的作用,将芯片性能提升一倍以上之余还可以将芯片成本降低一半。

在芯片设计成本高居不下的背景下,这对产业来说无疑是巨大利好。

端云融合, “双剑合璧”解决算力难题
在产品开发过程,芯片开发出来只是第一步,后续还会涉及到系统和软件等一系列问题。尤其是现在的AIoT时代,云端的数据处理正在扮演一个越来越重要的角色,如何打造一个从端到云的服务,就成为各大厂商所追求的,而这正是平头哥,或者说是阿里巴巴所擅长的。

平头哥的定位是未来AIoT芯片的基础设施提供者,除了CPU外,公司还推出了集成CPU、存储器、OS和算法的全栈解决方案,其中AliOS可以实现低功耗低成本的云端接入,云端一体是平头哥软硬件基础能力的体现,是普惠AIoT芯片的基础。

“阿里云是国内较大的云服务商,在云端已经有了丰富的应用生态资源。基于平头哥芯片平台的产品能天然接入阿里云,与云端应用生态对接后将形成新的产品形态。”平头哥方面强调。

平头哥的端侧实力,再配合阿里巴巴去年杭州云栖宣布的NPU。双方合作在端、云两端同时发力,必将为开发者提供一个便捷、可靠的解决方案。据透露,该云端NPU将会在今年晚些时候发布。

据记者了解,在RISC-V方面,平头哥会结合自研指令架构上积累的丰富经验,推进新一代AIoT指令架构的设计,并不断推出新的可产品化的CPU,让端侧处理器将和云端NPU芯片实现更多的协同。

从产业角度看,普惠的芯片模式将极大降低芯片设计门槛,推动新一波的芯片浪潮。一个新的芯片时代即将开启,你准备好了被改变吗?

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