RISC

11月30日,由中国RISC-V产业联盟(CRVIC)、芯原微电子主办 第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛 在上海召开。

赛昉科技发布了全球首款面向PC等应用的高性能RISC-V芯片 昉 惊鸿8100。

△赛昉科技资深产品总监赵晶

惊鸿8100发布,RISC-V杀向PC等高性能市场

众所周知,RISC-V架构的主要优势就在于开源、指令精简、可扩展等方面,具有非常出色的能效比,这也使得其更适用于对于能效要求较高的物联网市场。

目前基于RISC-V架构的芯片绝大多数也是被应用于物联网产品当中。

那么,RISC-V架构能否进入到对于性能要求更高的PC等领域呢?

业界普遍认为,高性能RISC-V如果要进入这类高性能市场,需要跨过三个门槛:流水线达到10级以上、采用乱序执行和超标量、SPECint2006至少达到7/GHz。

2020年12月,国内知名的RISC-V处理器IP供应商赛昉科技就发布了当时全球性能最高的基于RISC-V的处理器内核 天枢系列处理器。

资料显示,天枢系列处理器是首款商用化基于RISC-V指令集架构的64位超高性能内核,针对性能和频率做了高度的优化,具有非常优异的性能,频率可达3.5GHz@TSMC 7nm,SPECint2006 数值为31.2 @ 3.5GHz,Dhrystone 达到5.6 DMIPS/MHz,专为高性能计算应用市场而设计,可广泛应用于数据中心、PC、移动终端、高性能网络通讯、机器学习等领域。

此前,赛昉科技CEO徐滔就曾表示: 天枢处理器的出现标志着RISC-V进入了一个高性能主流应用的领域,填补了RISC-V在高性能主流应用的领域的空白。很多人都说RISC-V只是适用于AIOT领域,现在不是了。基于RISC-V的天枢处理器对标的是Arm Cortex-A76内核和Intel i5,可以用在云端、边端的数据中心,可以用在5G通讯,可以用在人工智能,可以用在机器学习,这些都是非常高性能的计算领域。这标志着RISC-V进入高性能应用领域。

虽然此前赛昉科技在2020年底就推出了首款高性能RISC-V IP 惊鸿7100,今年8月下旬又成功量产了惊鸿7110,并且预计明年会有十万片蓝狮在线以上的销量。

但是,这两款IP都不是基于天枢CPU内核,最新推出的惊鸿8100才是基于天枢CPU内核,并且主要面向的也是PC等方面的高性能应用。

据介绍,惊鸿8100采用12nm制程工艺,基于赛昉科技自研的天枢CPU内核,64位超高性能设计,12级流水线,超标量、深度乱序执行,支持最新的指令集,包括位操作扩展、用户级中断、向量扩展V1.0、虚拟化等,直接与Arm Cortex-A76对标。

此外,惊鸿8100在CPU架构上还采用了4个天枢大核+2个天枢小核的多核架构(有点Arm big-LITTEL的意思),大核主频可达2GHz、小核主频则在1.5GHz。

在图形处理上,惊鸿8100还集成了GPU,应该还是Imagination的IP(但比惊鸿7110的GPU更强),支持OpenCL 1.1/1.2/2.0、OpenGL ES 3.0/3.1/3.2、VulKan 1.0;

在多媒体能力方面,惊鸿8100支持H.264/265、VP9、AV1解码能力;AI方面,集成了专用的NPU内核,算力达2TOPS,支持TensorFlow等主流框架;

存储接口方面支持多种高速接口、音频接口方面支持4路的数字MIC;

安全方面,集成了AES、DES和一些国际通用算法之外,同时满足国密的加密算法,可以部署在国产可控和自主替代的一些应用场景;

外设扩展方面,为了适应笔记本和台式机等PC应用场景,也提供了更加丰富和灵活的扩展性接口,包括USB3.0/2.0×4、USB3.2 Gen2 TypeC、PCIe3.0 x8等。

赛昉科技资深产品总监赵晶表示: 惊鸿8100在做大小核架构的时候,我们发现这对于做高性能RISC-V CPU公司来说是非常具有挑战的一件事情。我们在8100芯片里面继承了Starlink1.0总线技术,主要目的就是为了在多核、高性能CPU处理器里面做一些同步,这是一个非常低功耗和低时延的总线。在现在的设计当中,时延可以达到13.5ns、功耗只有0.27瓦。我们会持续迭代Starlink IP。

对于惊鸿8100的应用方向,赵晶表示基于此前详细的市场调研,将主要面向三个领域:

(1)IT基础设施;

(2)工业/行业领域国产化替代,比如更高端的单板电话和工控机;

(3)消费领域,比如大量的出货NAS产品等。

破解生态难题

众所周知,目前在智能手机市场,主要被Arm处理器和安卓系统统治;在PC市场,则主要被x86 CPU和Windows系统所统治。

对于从未进入这两个市场的RISC-V CPU来说,即便是突破了硬件上的高性能门槛限制,达到了PC产品对于处理器性能的要求,但是还有很多软件生态方面的难题需要解决。

比如在PC应用上,需要解决操作系统及应用软件上的适配等问题,还有打印机、键盘、鼠标等外设驱动适配等问题。对此,赛昉科技也推出了惊鸿8100软件开发计划。

赵晶也表示: 我们觉得惊鸿8100下一步产品化最重要的是软件开发。一直以来赛昉科技秉承着自研、客户合作、开源社区开放和三方合作伙伴一起维护RISC-V生态的宗旨,自己会持续维护Long term support也会维护debian操作系统,我们也会通过推出开发板,鼓励社区进行多种多样的Linux等OS开发,深入包括一些OpenWRT/OperELEC等不同场景的操作应用。我们和合作伙伴进行一些关键BIOS系统开发、操作系统及应用移植等方面的工作。

目前赛昉科技在Debian操作系统上已经做了大量的工作,比如惊鸿7110已经完成了Debian系统多媒体中间件的开发,下一步主要工作是基于这些中间件和驱动适配,以及一些主要的应用,比如浏览器、Office等,都需要进行了更好的开发和适配。

据芯智讯了解,惊鸿8100将会在明年二季度流片。