以开源产品方案落地为起点，高性能RISC-V芯片发展的“三部曲”

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）2021年12月，赛昉科技发布全球性能最高的基于RISC-V的处理器内核——昉·天枢系列处理器；2022年8月，赛昉科技宣布推出全球首款量产高性能RISC-V多媒体处理器——昉·惊鸿7110，以及配套RISC-V单板计算机——昉·星光 2；2023年下半年，赛昉科技将发布全球首款面向PC等应用的高性能RISC-V芯片——昉·惊鸿8100。

作为RISC-V软硬件生态领导者，赛昉科技高性能RISC-V芯片的量产，拉开了RISC-V架构从传统嵌入式走向高性能应用场景的大幕，标志着RISC-V发展进入了全新的阶段。针对高性能RISC-V芯片的发展，2023上海国际嵌入式展(embedded world China)期间，电子发烧友网记者专访了赛昉科技资深销售总监周杰。他表示，高性能RISC-V芯片的发展将会有三大抓手，商用落地也会分三个阶段。
 

高性能RISC-V芯片发展的“三部曲”

根据赛昉科技的官网介绍，JH7110（昉·惊鸿7110）是JH7100（昉·惊鸿7100）的升级版，具有高性能、低功耗、接口丰富、视频处理能力强的特点。具体来看，主要的性能升级包括核心数量升级为4核、主频提升到1.5G以及增加了HDMI、PCI-e、can等接口，并集成了IMG的3D GPU。不过工艺方面仍然是采用28nm，并没有提升。对此，周杰回应称：“针对JH7110适合的应用场景来说，28nm工艺是最具性价比的。另外，采用相同的工艺节点，JH7110可以很好的复用JH7100物理IP使用的经验。”
 
“此外，为了让芯片的能效水平进一步提升，我们还做了很多专门的低功耗设计。比如，我们将原来JH7100中的电源域进行了进一步切割，将其分为8个独立的电源域，这样JH7110芯片中各个子系统就可以做到独立关闭。”周杰表示，“针对高性能应用场景，以及一些普通的嵌入式需求，我们通过软件可以根据需求切换频率。”
 
在此，他引用了一些实际应用中的典型数据。JH7110的静态功耗仅为120毫瓦；在做单板计算机时（电源域全部打开），1.25GHz主频下的功耗大概是3.8瓦，1.5GHz主频下的功耗大概是4.4瓦；如果是针对个人存储这样的应用（视频输出和GPU电源域关闭），系统功耗约为3.3瓦。
 
周杰强调：“通过切割的电源域，以及频率切换等方式，JH7110能够针对不同的应用需求进行非常灵活的调整。”
 
官方信息显示，JH7110面向的终端场景包括边缘计算、工业控制、NAS、平板电脑、个人单板计算机、HMI等。周杰称：“JH7110是RISC-V进入高性能应用领域的入门级芯片。高性能市场和传统嵌入式市场最明显的差别在于桌面，虽然并不是所有高性能应用都会用到桌面，但这是让用户感官发生改变的最本质的东西。因此，JH7110搭载的GPU很好地响应了这种变化。”
 
JH8100（昉·惊鸿8100）是赛昉科技在高性能RISC-V芯片领域推出的下一代产品。JH8100搭载昉·天枢处理器内核，采用四大核二小核设计，并内置赛昉科技自研的多核一致性NOC总线技术。周杰指出：“JH8100将直接对标基于ARM Cortex A76内核打造的芯片。”
 
根据周杰的描述，JH8100不仅是一款面向PC/笔电应用的芯片，同时也集成了2T算力的轻量化的AI能力。针对个人消费以及工业场景的设备智能化升级，JH8100会是一个很好的处理器选择。
 
如上所述，预计2024年赛昉科技将会有更高性能系列的RISC-V芯片和大家见面，能满足更高性能的市场需求。周杰表示：“在打造高性能RISC-V芯片上，我们将从三个方向着手。第一个方向是逐步提升RISC-V内核的性能，JH8100搭载的内核对标的是ARM Cortex A76，后面打造的内核将对标ARM Cortex A78，然后是ARM Cortex X系列。这些内核性能升级将会在三年内完成。”
 
“第二个方向是总线层面的创新。目前，赛昉科技已经拥有能够支持4-8核的总线架构。在基于对标ARM Cortex A78或更高等级的RISC-V内核设计芯片时，我们将打造支持更多核的总线系统。”他在此讲到，“第三个方向是服务器等HPC市场，我们倾向Chiplet的思路，依托自研的高性能CPU IP设计 RISC-V架构的计算芯粒，并针对性的开发一套自研IP，帮助互联后的芯片实现更好的一致性。”
 

高性能RISC-V芯片落地的“三部曲”

通过交流能够发现，在高性能RISC-V芯片的规划和发展里，每一代产品的目标性都非常明确。不过，一颗芯片要落地到终端，还需要配套资源以及相关的应用生态。作为一种后发的架构，资源配套和生态往往被认为是RISC-V芯片落地最大的劣势。
 
在赛昉科技方面，该公司为了让开发人员更好地理解和使用JH7110芯片，推出了一款单板计算机VisionFive 2（昉·星光 2），其是全球首款高性能、低成本且集成3D GPU的量产RISC-V单板计算机。
 
周杰介绍称：“用户可以将VisionFive 2当成是一台‘小电脑’，可以在上面办公、播放视频和玩3D游戏，等等。虽然基于JH7110芯片的VisionFive 2目前在性能上还无法和传统PC、笔电去比较，不过它让整个业界真实地看到了，RISC-V能够迈向桌面端应用，能够迈向高性能市场。当下一代基于JH8100的单板计算机推出后，性能将进一步迫近现阶段的桌面端设备。”
 
为了让用户能够更好地使用VisionFive 2以及后续的开发板或单板计算机产品，赛昉科技专门打造了RVspace论坛。“VisionFive 2上面的软件资源是全开源、全透明的，我们将源代码都放在了论坛里，包括硬件设计、电路图、参考资料等配套也都放在论坛里，且都是开源的。目前，论坛上已经汇聚一批创客和爱好者，他们对VisionFive 2及配套资源有很高的评价。”
 
按照周杰和赛昉科技的构想，RVspace论坛的运营要借鉴ARM架构生态中树莓派。树莓派在Arm、Intel与微软、苹果、谷歌的同盟之外，打造了一个独立的生态，满足了开发者的个性化需求。
 
“树莓派社区运营得非常好，里面的开发者非常活跃，贡献了很多方案和软件。”周杰提及，“目前RISC-V在开源社区方面支持得也很好了，里面有很多的资源，开源的方案原型将会影响到商业公司，进而将其打造成为商业化的产品，这是一条相对容易打通的路径。但是在商业落地方面还有很多工作需要做，包括操作系统、开发框架、中间件、协议栈等。这是我们需要努力的地方，产业界也已经有商业公司在主攻这些方向。”
 
无论是配套开发资源、社区还是生态，最终的目标都是为了实现高性能RISC-V芯片的落地。目前，从嵌入式智能到服务器HPC领域，都已经有高性能RISC-V芯片来满足一些需求。谈到高性能RISC-V芯片落地，周杰认为会分三个阶段：
第一阶段是以较快的速度实现在开源社区的商业化落地，目前已经有客户基于JH7110芯片实现终端产品，包括开发板、Linux笔电和平板电脑等，今年就将开始上量。
 
第二阶段是在工控领域实现商业落地。这个领域生态系统相对封闭可控，软件栈也相对简单。当然，工控的落地需要从硬件方案到软件方案，再到品牌商，因此可能需要一年多的准备期，也就是明年开始落地。
 
第三阶段是落地到消费市场。这一场景目前还受限于操作系统的缺失，没有像面向ARM架构芯片那样的安卓系统，目前谷歌等公司正在做这个工作。
 
“到了消费市场落地时期，用户对于RISC-V芯片还是ARM芯片的感知并不强，这个时候RISC-V芯片公司要体现竞争力，就要有差异化的竞争优势。”周杰最后说。