从边缘智能到多线程高并发，RISC-V还有多少值得深挖的方向？

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在ELEXCON深圳国际电子展上，来自天南海北的厂商纷纷拿出了自己的招牌产品。一众RISC-V厂商也不例外，会上还有不少新开辟RISC-V产品线或支持RISC-V芯片开发的厂商，譬如GPU大厂Imagination推出的RTXM-2200 RISC-V CPU，以及为RISC-V嵌入式开发提供工具支持的IAR Systems等。本次笔者就带你看看，有哪些创新RISC-V方案值得深挖。
 
智能音视频
 
作为一家专注于人机交互的端测智能芯片供应商，时擎科技展出了他们的RISC-V产品线及方案，包括AT1000、AT5000等。时擎科技的AT1000系列是高集成度、高能效比的智能处理芯片，最高可以提供100G的高能效比算力。该系列搭载了时擎科技自研的TM500系列RISC-V主控处理器，TM500基于RV32IMCF指令集，采用了单发射4级流水线的设计，可以实现1.3DMIPS/MHz的性能。
 
而在AT1000系列上，时擎科技借助100G的AI算力、Timeflow算法部署工具和丰富的外设接口，在智能音频领域获得了大量的应用。比如此次时擎科技展台上展示的会议宝、对讲门铃、拾音器和耳机降噪等Demo，都是基于AT1000系列开发的。

AT1000、AT5000芯片 / 时擎科技

 
除了智能音频方案以外，时擎科技也在发力视觉AI方向，比如他们的AT5000系列就是主打的端测智能视觉芯片，采用了他们的TM800 RISC-V处理器，可实现0.6TOPS的算力，能效比高达2.5TOPS/W，非常适合用于智能摄像头、智能门禁等视觉应用。
 
值得一提的是，海信电视所用的信芯U+超画质芯片中，也有用到时擎科技的智能处理器，这同样足以证明时擎科技的RISC-V产品在智能家电上的潜力。
 
边缘智能
 
跃昉科技则展出了近期发布的多核异构高端RISC-V SoC芯片，NB2。根据跃昉科技的说法，NB2是一个高度集成的应用处理器，集成了专用的人工智能及音视频驾驶引擎，可用于边缘计算、机器学习、视觉与语音等场景。
 
而这次公开展示的主角还是NB2 SoC芯片，NB2基于12nm工艺设计，可在低至5W的功耗下实现超高的计算性能。从其芯片架构来看，NB2的CPU由4个主频为1.8GHz的RISC-V核心组成，并配备了1MB且带ECC的L2缓存。据跃昉科技的表述，NB2的CPU核心来自第一个可流畅运行完整Linux系统的RISC-V CPU芯片，性能为2.5DMIPS/MHz，再加上它支持SiFive Shield这一安全特性，应该用到的是SiFive的高性能RISC-V核心U74。

NB2 SoC芯片 / 跃昉科技

 
除了CPU以外，NB2的另一大特色就是它所集成的其他处理单元了。以GPU为例，NB2集成了一个高性能图形处理器，频率达到850MHz。而独立的视觉DSP+NPU AI引擎，可以为NB2提供高达4 TOPS的AI算力。
 
考虑到拥有这样的性能，NB2也成了用于端测/边缘侧AI应用的首选，尤其是需要对边缘视觉数据进行AI运算的场景，比如智能家居、工业网关、智慧楼宇等等。本次展会上，跃昉科技展示了他们基于NB2核心板打造的智能电网输电检测网关方案，可以用于复杂输电网络区域的检测，在感知输电线路环境的同时识别山火、覆冰等异常事件。
 
除了NB系列产品以外，跃昉科技还有针对IoT连接的BF系列产品线和针对边缘安全的LF产品线，均基于RISC-V设计。从其产品路线图上来看，跃昉科技也为NB和GF系列在2023年规划了性能更高的第三代产品。
 
多线程高实时
 
在机器人、工业自动化、远程遥控和汽车等应用中，对高实时多并发的多线程实时处理器的呼声越来越大，实时处理器可以实现多线程同步并行运行，互不阻塞的同时保证各个线程共享数据段和代码段，也就没有通信瓶颈，线程数也就决定了处理器的并行性。
 
为此，厦门感芯科技推出了他们的64线程并行运行MCU，MC3172。MC3172采用了一个32位的RISC-V RV32IMC核心，最高主频为200MHz，性能为3.37 Coremark/MHz，已经可以对标ARM Cortex-M4。
 
该核心选择了100%单周期指令设计，64个线程按需分配主频来完成各自任务，无需中断与线程调度，故具有极强的实时性和可预测性，可以代替实时操作系统，实现程序的模块化与复用性。
 
这对于数据多并发且不能中断服务的机器人和汽车等应用来说，MC3172可谓最合适的处理器之选，甚至可以替代实时操作系统。正如感芯科技的说法一样，在并行多线程的使用下，可以实现裸机编程的难度、RTOS的扩展性和FPGA的实时性与确定性。
 
小结
 
除此了以上提到的三家厂商之外，还有不少已经熟知的RISC-V厂商也都同台展出，比如沁恒微电子、爱普特微电子以及我们报道过的先楫半导体等。从近年来的展会可以看出，RISC-V厂商的出镜率越来越高，也都逐渐拥有了自己的专区。而且与其他架构不同的是，即便不算国外，国内的RISC-V厂商们也能掀起巨大的势头，观察他们走的不同方向确实有种让人耳目一新的感觉。