大神Jim Keller背书!RISC-V进军AI和汽车芯片领域!

电子发烧友网报道(文/周凯扬)不少人听到RISC-V,第一时间想到的就是IoT和消费电子上的应用,以及各种低功耗的市场机会(www.cwdj.net)。此前RISC-V虽然已经出现在了超级计算机或数据中心,又或是GPU等解决方案中,但往往只是作为一个加速器,乃至异构下的一个“黏合剂”。

RISC-V作为一个近年来声势不断壮大的架构,其野心自然不会止步于此。近期RISC-V又整出了几个大动作,准备全面进军AI和汽车市场,更是找到了大神Jim Keller为其背书,再度加快了RISC-V开疆扩土的进程。

半导体老将Jim Keller选择RISC-V作为AI芯片核心

不少了解半导体大厂的朋友们应该都听过Jim Keller这一号传奇工程师,他曾任职于AMD、苹果、特斯拉和英特尔,参与了AMD K8、K7与Zen,苹果A4与A5以及特斯拉HW 3.0等芯片系统与架构的设计。与此同时,他也是x86-64指令集规范的作者之一,Jim Keller的设计经验也算是覆盖了RISC和CISC两大指令集。

然而2020年6月,彼时仍是英特尔高级副总裁的Jim Keller却主动提交了辞呈,坊间传闻其离职原因是就“公司应该将更多生产交给外包”这一计划产生了争论。今年1月,Jim Keller去了一家AI芯片初创公司Tenstorrent担任CTO,该公司的CEO也是Jim Keller多年的老友,曾在AMD任职多年芯片架构师的Ljubisa Bajic。

与本月Linley春季处理器大会同一时间,Tenstorrent宣布已经获得了SiFive通用RISC-V CPU设计的授权。这家成立于2016年的公司将利用SiFive新推出的Intelligence X280 64位RISC-V核心来设计一款SoC。

Arm代码转SiFive汇编代码 / SiFive

Intelligence是SiFive新推出的AI/机器学习产品线,以SiFive的AI架构扩展和RISC-V矢量扩展来提供软件与硬件整合的解决方案。Intelligence X280基于SiFive的64位U7系列RISC-V核心,采用了8级流水线设计。据SiFive公布的数据,Intelligence的AI扩展可以将执行时间缩减至12分之一,而且SiFive已经为工程师准备好了工具,可将基于Arm Neon的代码直接编译成SiFive的汇编代码。

Tenstorrent机器学习处理器路线图 / Tenstorrent

Tenstorrent已经在今年开始量产第二代机器学习处理器Grayskull,该处理器采用了另一个RISC架构ARC的CPU核心,Tenstorrent将其命名为Tensix,所用制程为GLOBALFOUNDRIES的12nm。而此番选用RISC-V核心想必也是Jim Keller加入之后所做出的决策。

Jim Keller在今年接受外媒HPCwire采访时提到,尽管有许多初创公司开始开发和设计AI芯片,但他在与客户的交流中也发现了他们的苦恼。其中之一就是配套的软件,许多AI芯片公司的首要目标都是现推出大算力的芯片,以多少多少GFLOPS或TFLOPS作为卖点,然后再去设计软件。而Tenstorrent则是从一开始就将软件与硬件设计并行,他们的软件团队也集合了来自Altera等各种编译器和CAD工具背景的成员。

尽管Tenstorrent并没有透露第三代处理器Wormhole和正在设计中的第四代处理器具体的参数细节,但很明显RISC-V的通用处理、矢量处理能力和软件生态才是Tenstorrent所看重的。新的Tenstorrent处理器也会采用异构的设计,Tensix负责主要的神经网络工作,而Intelligence X280则用于应用代码的引入,以及矢量运算和通用计算工作。

RISC-V在汽车市场初见端倪

瑞萨与SiFive合作开发RISC-V汽车芯片 / Renesas、SiFive

除了AI市场之外,RISC-V也开始瞄向了汽车市场。瑞萨于4月22日公布,将与SiFive合作开发下一代的高端车用RISC-V芯片方案。瑞萨电子高级副总裁及汽车电子解决方案事业本部总经理片冈健表示:“RISC-V在为新老客户提供附加功能和更多选择上承担了重要的角色,我们和荣幸与SiFive合作,运用我们积累多年的汽车电子技术机核SiFive的高端RISC-V技术,开发下一代车用半导体解决方案。”

其实这也不是瑞萨第一次对垂青RISC-V了,早在去年10月,瑞萨就宣布与晶心科技启用IP合作,选择了AndesCore 32为RISC-V CPU内核,用于专用标准(ASSP)产品,并计划在2021年下半年给客户送样。但这种预编程的ASSP器件主要用于优化电机控制、语音识别等领域,并没有与瑞萨强势的汽车业务存在太多联系。

此番瑞萨选择与SiFive开发汽车半导体,也证实了目前RISC-V内核已经可以达到车用的高性能要求。毕竟瑞萨已经有了自己的RISC指令集架构SuperH,却仍要与SiFive基于RISC-V合作开发,必然也是发现了它的可取之处。

进军汽车市场的另一难点在于各种严苛的认证,不过也有RISC-V的安全IP已经率先通过了车规认证。Rambus的硬件信任根IP RT-645就已经通过了ASIL-D的认证,诚然这一IP只是用于保证V2X通信、ADAS、ECU和IVI中SoC的安全,并不是负责通用计算的主CPU,却也是RISC-V在汽车市场上迈出的重要一步。

小结

我们已经看到了RISC-V在几个关键领域实现了不错的进展,但也不得不承认这一新架构时运不济,在黄金发展期遇上了半导体供货危机。不少RISC-V处理器IP还没有用到5nm这样的先进制程,因此在成熟制程上只能和ARM一起抢单。

尽管RISC-V在IoT应用中普及率最广,并不代表着RISC-V已经在这一领域止步不前。比如全志近日推出的基于平头哥玄铁906 RISC-V核心的应用处理器D1,以及乐鑫发布的全球首款RISC-V 蓝牙5.0和Wi-Fi 6 SoC ESP32-C6等,这些绝对是RISC-V目前占据优势的一大市场,也将是最先出现在大众工程师面前的RISC-V芯片。

此外越来越多的芯片设计权威开始重视起RISC-V,为其发声,就拿Jim Keller来说。他看中的其实不是CISC和RISC的优劣之争,他认为这是最次要的,重要的是扩展性、可用性以及相关工具链的发展,而这些方面RISC-V的成绩也都有目共睹。毕竟数据中心和汽车也是ARM花了多年才突破的市场,RISC-V已经迈出了第一步,接下来才是真正的考验。

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