RISC-V IP的商业化现状及前景-晶心科技

丨为何选择处理器内核开发的产品路径
 

有两个原因，一个原因当然就是我们希望能够拥有这样的产品，另外一个原因则是我们有能力。

在当时，我跟我们现在的总经理 技术长 苏泓萌两个人都觉得，这个在未来是一种趋势，而且全球有能力做的人不多。在2004年的时候，ARM是一种垄断的现象，它是非常独大的。我们觉得这是一个很大的商机，而且基于我们两个人的技术和团队的能力，是能够克服这么一个空缺的门槛的，所以我们就踏进来了。
 

丨晶心科技业务及产品状态如何

 

我们16年前一开始，就以自行发展的处理器架构为基础。到了2015年的时候，建构了RISC-V的基金会（它是由美国柏克莱大学的教授们发起的），我们就觉得它跟我们的理念相当地接近。我们比他们早开始，但做出来的技术是差不多的。在商务上，我们采取的是比较传统的IP授权模式，而RISC-V基金会一开始就把处理器架构指令集作为一个开放源。所以我们衡量了他对我们的冲击，认为它既给我们带来了挑战，也给我们带来了好处。这个好处就是，我们可以比较无缝式接轨。除了我们原来的技术就可以套过来这块以外，还可以和全球的供应链以及生态系接轨。所以我们就在2016年参加了RISC-V的基金会，同时2017年就推出第一个RISC-V的产品。

 

到现在来说，我们的95%的技术专注度都放在RISC-V方面。我们也保留了一些人力在继续支持晶心原来的产品线，这个产品线是一个量产且被市场认可的CPU。为了沟通方便，我们今天讨论讲到V3的时候，就是指我们做的产品线。因为当时我们做了三代，做到第三代有差不多20个CPU核心，现在还在持续为我们带来授权费和权利金。所以我们还是有在固守这一块，但是研发的主力完全放在RISC-V上面，同时也往各个市场的阶层去走。所以我们走出来这个情况，是适应RISC-V的一些特点的。

 

目前在RISC-V方面，我们已经有了全球六七十家的授权厂商，同时也有了很好的成绩，进入量产的也逐渐在开始。我们在2020年也已经收到了RISC-V的权利金了，也就是说有客户在做量产了。

 

丨RISC-V IP与原有IP有何相通之处

 

它们都是RISC，都是精简型的微处理架构。那我们的V3跟RISC-V说起来有几个特点比较接近，都是比较简洁的微处理设计，都是低功耗和高效能。还有一个最大的相同之处在于我们的理念，都是提供给客户自由度，可扩充性，跟Intel跟ARM有很大的差别。

 

晶心在原来V3的时候，就已经提供给客户协助，加自己能够加的指令集。这样的扩充性，在RISC-V上也是一个重要的特点，所以，这两者是非常的接近。我们把当时在这方面所研发的环境，让客户可以扩充指令集的环境，把它移植到RISC-V方面上来是非常无缝的接轨。

 

另外，晶心也把当时在V3的一个主力产品，我们的数字讯号处理器DSP，拿出来捐给RISC-V基金会。同时在RISC-V基金会里面的P-extension担任主席，继续领导数字讯号指令集在RISC-V方面的发展。所以到目前为止，RISC-V的P-extension，也就是它的数字讯号处理指令集已经从我们当初在V3时候的150多个指令，逐渐增加到接近300个指令。等于是说有一个基础在，就同时能够继续发展出更完全的解决方案。

 

丨晶心RISC-V产品包括哪些

 

我们用几个方面来分类，第一个分类的方式是，从比较基础的控制器到比较高阶的运算处理器。我稍微分成进阶版，比如说我们的N22，适合作为一个控制器；再来是25系列，它的特点是效能比N22要高一些，但一样能够支持快速运算，低功耗和高效能。我们有N25,AX25,AX25MP这些产品，是可以让我们从控制器逐渐升级到可以作为Linux的处理器，能够运行Linux的作业系统。另外，关于储存的装置（Memory）方面的效率再更增高，就是A27系列，这个系列有A27,AX27,A27L2,AX27L2。
 

这边有列了一些，我刚讲的产品线。25系列刚讲过了，现在讲的是27系列里面的A27,AX27,A27L2跟AX27L2，在MemoryBoost也就是说在记忆体的这个效率方面有加强。在27系列，我们导入Vector向量运算处理的指令集。这个向量运算指令集是Vector extension，也是RISC-V特别强调在向量的处理方面能够做matris的这个。matris叫矩阵或者叫方阵的运算（相乘或相加等等），然后做比较大量的资料的处理，所以这是一个高阶的运算器。NX27V，这个V代表Vector。另外我们又再增加了超纯量Superscalar 45系列。刚刚所提的这些产品都是单运算，到了45系列的就是双运算，Dual Issue。那这边有几个产品，A45,AX45,D45,DX45,N45,NX45,现在还再加上A45MP和AX45MP，这是我们目前产品的项目，也接近了快20个RISC-V方面的产品。在这个方面是比较在于分阶层的，你可以看到不同的产品，它适合的运算层级。
 

我们右边有分类就包括刚讲的N系列的CPU，D系列的CPU, 还有A系列的CPU跟Vector的CPU，都是在我刚刚介绍的那20个产品里面。N系列的CPU就比较适合于做比较低速的运算，比如说最左边有一个~30MOPS（MOPS就是每秒钟百万次运算，S是Second，P是Per Second，O是Operation，M是百万Million），就是每秒钟可以运行3000万次的运算。像一些蓝牙耳机，做一些声音指令运算的智能的物联网的元件（Smart IOT Devices）。当进行比较大量的，每秒钟需要1亿次运算到1Giga（大概10亿）次运算的时候，就到了Smart Camera，智能相机，智能家庭的应用，就会导入使用我们晶心的这个RISC-V DSP的系列，或者A系列，让它能够执行Linux的运算。那么如果在更高阶，就要跑到使用Vector，像这边有讲到移动端的AR,VR，或者是安全监控，车用的，资料中心的这些应用，都要再加一千倍，就是刚讲到每秒钟10亿次（1Giga）的运算再乘上1000倍，或者1万倍，甚至是十万倍，这些运算就可以去考虑使用晶心的Vector的CPU。向量型的运算，大概就是这几种分类，给大家参考一下。

 

丨RISC-V IP授权业务特征有何变化

 

我们就授权金开始来说，产品刚开始的累积程度不多，所以在前面两年推广的阶段还比较少。后面到了第三年，第四年开始可以看得出来，它的授权数量就成长了很多。以2020来说，RISC-V方面的授权金以及服务，就已经为我们带来了整体营业额的58%的贡献。也就是，虽然从2017年才开始，但到了2020年，它就已经能够贡献超过50%了。

 

所以这个是它的一个特点，也就是进来以后，前面两年比较困难，但是后面顺利以后，它的成长性就爆发出来了。在2020年，我们客户的生产量方面（由于我们是IP公司，所以生产都是由我们的客户去进行，因为我们要收权利金，所以我们会统计客户的生产量。）统计结果，我们的客户每年都可以产出超过20亿颗的SoC。那么在这里面有99%是来自于我们的V3，低于1%是来自于RISC-V，但你可以看到，这中间我们花了相当多的时间在上面。累计到2020年结束的时候，我们的客户已经产出了超过70亿颗的SoC。

 

所以对比来讲，我们认为RISC-V的一个特点就是，由于现在它是一个新的潮流、趋势，接受度非常高，所以我们认为在累积的出货量上，会比以前来得快，而且成长的斜率也会比较高。我们对于未来五年之内RISC-V的出货贡献度，是非常寄予看好的。

 

丨RISC-V能够一统物联网吗

 

我们当然同意这个说法，但是更进一步，我想引用今年年初美国一个叫做ARK Investment Management的信息（ARK就是方舟，所以如果你要找它的资料，找方舟投资也可能找得到）。他们做了一些未来10年、20年的预测，其中跟RISC-V有关的（他们是把RISC-V和ARM视为RISC的一边），相对于X86的表现，两者特别是在市场方面，一个就是伺服器，另外一个是网路加速器/云端的加速器，这两个市场，他们非常地看好。ARM加上RISC-V未来十年内将会领风骚。

 

目前Intel X86占据主体的现象，到了2030年都会被翻过来，就是会变成以RISC为主体。所以在伺服器，云端运算加速器市场方面来讲的话，其实大家还是看好RISC的一个表现。因为毕竟RISC还是省电，所以我想除了你刚讲的那些以外，RISC-V即将也变成整个工业的一个主流，所以有很多未来的梦是可以做得比较大一点的。

 

丨RISC-V应用情况如何

 

RISC-V的应用其实蛮多的，我一个一个来说明。像比如说这个最简单的WiFi，然后Bluetooth，还有各式各样的运用；比如耳机，TWS（True Wireless Stereo）应用；再来的话，就是触控屏的控制，另外还有TDDI的这种整合；指纹的辨识，手势的辨识等。指纹的辨识和手势的辨识就已经有一种人工智能的味道了，所以人工智能HAI到比较高端的伺服器要用的人工智能的控制器，这个它都表现得很强，都可以用。

 

那么物联网，32位元或64位元的单晶片的控制器，AR,VR，前面我讲的伺服器的应用等等；它还有高阶的运算，HPC；再回到一般的控制器来讲的，我们的白色家电，然后这个一些为控制器遥控的控制器，马达控制器等等。还有车用的，车用也可以是一个很大的部分，目前也有一些客户在这上面做研发。

 

5G的以及网络的使用，网络的控制器，比如说Switch Router，这些它都可以用；再来的话就是存储方面，比如说SD卡，传统的USB的大拇哥，消费型的和企业型的SSD。

 

丨RISC-V芯片设计仍存在哪些困难

 

晶心在芯片设计上16年的经验跟功夫，是可以帮助客户解决非常多的困难的。当然晶心科技是一个IP的公司，所以我们主体的营业模式，还是把我们现有CPU以及未来要开发的CPU授权给客户去做成他们的SoC。那在这个过程中需要我们帮忙的，有时候是软件，有时候是硬件的研发。如果我们有这个技术，我们当然就会协助。因为这里面有一些是IP的商业模式，所以遵循我们的营运模式的话，我们可以选用授权，或者是协助他们在CPU的RISC-V方面特质化/客制化来协助他们。

 

除了这两大类我们营运模式以外，其他的就是结合我们的生态系（我们的生态系是全球RISC-V的生态系统，已经有300多家厂商的参与），从SoC的研发，硬件软件，SoC本身的发展到之后的应用上面的硬件和应用软件的发展，我们都可以协助客户找到特定的生态系厂商来帮助他们。所以在这些方面的话，有什么困难，我们都可以提供帮助。

 

而有些客户他有心理障碍，他会认为说原来采用X86或者ARM的CPU，那他不知道如何跨到RISC-V方面。其实这部分相对是容易的，我们已经有了十几年的经验，怎样协助客户转到RISC方面来，那现在当然是转到RISC-V方面来，这个我们几乎可以是以专家的角度来协助他们的，带着他们从CPU选型，然后到SoC的这个研发，我们都可以协助的。

 

丨晶心产品规划方向是什么

 

我们这阵子正好在发布四核心的产品。刚才讲的45系列里面的A45MP和AX45MP，这两个产品是双发射，超纯量的RISC-V多核心的CPU，它可以配置成一核，两核或者四核心的多核心的应用，它的应用非常的广。

 

那么我们在今年也将推出Andes Sentry，这个Sentry是哨兵的意思，它是用来协助在安全方面的一个生态系。也就是说采用晶心的RISC-V CPU搭配晶心自己以及其它的生态系合作厂商在RISC-V方面，已经有了安全建构的SoC系统，可以让客户来采用，所以我想这两个是主要的重点。

 

另外前面我们提到的，还有另外两样也值得一提的，一个就是这个向量的运算处理器，这个我们也正在推动；另外一个就是给客户扩充，加指令的这个环境，我们叫ACE（Andes Custom Extension™），这样的环境也是我们最近在推动。整体而言，晶心在现在跟未来都是朝RISC-V更深奥更高阶的产品线去发展。同时，由于我们原来在中阶和入门型的这个部分的产品线的发展和布局，我们等于是朝全产品线的方式去进一步布局。

 

丨如何看待开源架构下的IP商业化

 

由于RISC-V是开放型的开放源，但是它的开放源只限制在指令集架构方面。但是有一些商业联盟，产业联盟，他们去做这个硬件核心的开放源，那是个别的决定，不是全面的。

所以晶心在这里选择的是指令集开放源，但是核心处理器是采用商业模式的。所以我们当然可以从另外一个部分去比较这两者中间的差，不是说开放源的这个核心跟商业模式的核心。但我今天的重点不摆在那里，而是专注在讲就是晶心是怎么做的。所以我们在这个部分的话，商业的模式就是传统IP的营运模式，而不是ARM，因为在ARM之前就已经有不同的IP公司，他们在做这方面的营运。

 

这个营运就是，第一，在授权的时候收取授权费；第二，当产品被应用到芯片上面去出货的时候，收取权利金；第三，在日常的服务方面，收取年度的服务费或者维护费。所以我要讲的是这三种营运的模式，这是我们主要的营运模式。晶心内部采用了BU,也就是营运单位的事业部的规划。我们还有另外一个事业部，就是专门协助客户基于晶心架上的RISC-V CPU，如果要针对这个CPU做客制化，特质化的话，协助客户去进行这样特制化的CPU的制作，所以大概有这两大类的模式。

 

丨企业如何选择IP模式

 

我举两家全球知名的厂商，一个是Western Digital（西方数字），另一个叫Seagate（海闸），这两家公司都是在做存储的装置。那么他们就自行采用开放源的处理器架构，自己做处理器核心，然后进一步把它整合成SoC做成芯片。但是我们也知道Seagate和Western Digital公司都是规模庞大的，拥有强大研发能力的公司。

 

如果本身过往没有做出CPU的经验和人力的话，我想就很适合采用晶心的RISC-V CPU来做芯片。这样做的话，SoC能够快速地量产，芯片产品能够快速为公司带来营业额和获利，这对于企业来说应该还是比较重要的吧，而不是说一定要哪个部分自己做。我们套用一句比较通俗的话，就是喝牛奶不见得要自己养牛，甚至更不用自己去盖牧场。所以在这里，我们提供各方面的选择，让客户在评核后去选择。

 

丨RISC-V落地情况如何

 

我想专业的公司自然会比较有机会获得成绩，也就是说越专业的客户，他们在贡献专业到专精的产品去获取市场占有率上，我相信市场会给予他们一个评核跟回馈，也就是比较专精的比较专业的公司就会胜出，这是我的一个评估。

 

丨RISC-V前景如何

 

前面讲的这个方舟投资，以及我们在市场上的观察，以及RISC-V International Association（RISC-V国际协会，以前叫RISC-V基金会）会员的蓬勃发展，可以看出，全球各地都热烈拥抱和欢迎RISC-V的发展。所以无论是在欧洲，亚洲，还是过往比价沉闷的南亚洲（包含印度跟孟加拉，巴基斯坦），甚至南美洲的巴西，也都是很热烈地在发展RISC-V，以至于在短短几年内，RISC-V的会员已经从0增加到1400-1500以上。目前它的会员力量是越来越强大，所以我们认为在全球的热烈欢迎，以及架构，产业，各式的生态系，这样的努力下，它未来十年内的蓬勃发展是令人可期的。

 

丨晶心如何发挥自身价值

 

我们晶心在2015年开始去构想的时候，就已经决定去投入，而且要变成里面的领导者。目前我们也确实是在RISC-V的社群里面，以领导者之一的定位在继续往前进，我们的积极度来自于各方向的努力。

 

目前我们公司是RISC-V International Association董事会的成员，同时也是技术协会的副主席，几个工作小组的主席/副主席。所以在这些部分，从RISC-V指令集、功能，以及我们刚讲的生态系统，我们都做了非常多的贡献。我举一个例子来说的话，全球只要是采用RISC-V去执行Linux，无论你是执行32位或是64位的Linux操作系统，你必定使用到晶心科技提供的开放源码。这是其中的一个例子，我们还有太多的例子。

 

晶心在提供科技到开放源部分，是不遗余力而且尽其所能的。那当然，经营公司必须要有获利的条件，才有办法长期经营、有序经营。所以我们在里面必须搭配这个业务模式，以获利为目标之一。但是我们也把自身的科技拿出来贡献给全人类。
 

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