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赛昉专访:RISC-V上量第一枪!瞄准工业应用

2023-10-26 10:49 来源:物联网智库

RISC-V有多火?

据RISC-V International(RISC-V国际协会)官宣数据,2022年该架构芯片出货量突破100亿颗,这当中大半来自中国。华为、中兴、中国移动、阿里巴巴等各方均在布局。

RISC–V指令集架构主要发明者、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanović前段时间还预言,到2025年,RISC-V内核数将增至800亿颗。

今年8月的2023 RISC-V中国峰会上,倪光南院士也为其站台。代表企业赛昉科技总结并分享了业界对RISC-V未来发展的展望,即:26年进军汽车座舱,28年可商用核比肩另一架构,29年推出手机SoC,30年与Arm、X86实现三分天下。

值得一提的是在峰会期间,深度数智向RISC-V国际协会交付第一台RISC-V笔记本电脑ROMA(主芯片采用赛昉科技JH-7110处理器), 便是RISC-V向更多领域扩展的里程碑事件。

当前,RISC-V已在物联网领域站稳脚跟,接下来的问题是:在对性能要求更高、生态要求更复杂的场景, RISC-V应用处理器的广泛应用,第一枪在哪打响?

代表企业赛昉科技给出的答案是:工业。

不在芯片圈内,很多人未必了解赛昉科技(StarFive)。这家公司于2018年成立,专注于以RISC-V创新为客户创造价值。成立以来,陆续交付了多款自研的RISC-V CPU IP产品——昉·天枢(Dubhe),以及首款量产的RISC-V 应用处理器——昉·惊鸿-7110(JH-7110),在RISC-V领域有不俗的技术实力和产品交付能力。

作为RISC-V代表企业,为什么赛昉第一枪瞄准工业?RISC-V产品在工业领域目前发展得怎么样了?前景又如何?对比X86及Arm,RISC-V底气何在?

带着上述问题,近日智次方・物联网智库独家专访赛昉科技资深销售总监周杰,获得详尽解答。

国内工业领域X86仍占大半

简而言之,RISC-V是一类芯片架构,与之对应的是X86以及同名公司刚刚IPO的Arm架构。其中X86背靠Wintel体系深度根植于工业为代表的传统行业,相对Arm架构,则占据了95%移动设备的芯片。与两者不同的是,RISC-V采用开源模式,大大降低了芯片开发的门槛,并且RISC-V模块化、可扩展的设计给予参与者极大的创新自由度,因而RISC-V在全球范围内得到青睐。

目前,国内的工业领域芯片中,X86占比超过50%,对应了大半工业操作系统是Windows,这是早年Wintel体系捆绑的结果。工业平板及显控一体等设备中,Arm也在逐渐渗透。

因各类工业场景对芯片需求量很大,且工业场景对芯片制程及性能要求没有消费级高,该领域自然成为RISC-V芯片落地的首选。

时下,RISC-V芯片匹配系统主要是基于Linux的各种发行版,如Debian、Ubuntu、KylinOS、OpenEular等,安卓系统也在谷歌支持的进程中。

作为第一款工业试水产品,赛昉于2022年底量产了RISC-V应用处理器——JH-7110,采28nm工艺,搭载64位四核RISC-V CPU,稳定工作频率达到1.5GHz,在性能、功耗、功能等方面均有不俗表现。

目前,JH-7110主要应用场景有二。

其一是控制室设备,典型代表是工业计算机。

其二是边缘侧的网关、防火墙、控制设备,以及高性能PLC、多轴伺服、人机界面、视频编解码。

“工作频率要求在1GHz以上的工业应用场景, JH-7110 是目前为数不多可选的RISC-V架构工业级芯片。”

周杰略带自豪地评价其公司产品,并解释道:“JH-7110满足工业宽温要求,实现最佳的PPA(功耗、性能、面积)平衡,并且提供了工业场景所需的各种接口。JH-7110满足工业规格,并且已经实现量产,能稳定给客户供货。”

这当中,涉及良率、性能达标、是否满足工业环境要求、稳定性等等方面,用芯片业内的话说,“中间差了一个太平洋”。

芯片虽好,终归要落地,方能见真章。对此周杰披露了相关进展——

赛昉科技的首个工业相关项目是与港华能源、威努特共同合作,落地的工业防火墙。

这不仅是业界首款基于RISC-V芯片的工业防火墙,周杰还补充道,“也是RISC-V芯片在工业领域的首次落地探索,赛昉科技身处其中做了大量工作”。

一个工业防火墙项目背后价值几何?

周杰为我们拆解了该项目中,赛昉团队所做出的努力,具体如下:

首先在硬件方面,由于JH-7110是性能第一款达到相关场景要求的产品,各种硬件设计定制都需要从0到1完成。硬件完成后,还需符合工业测试标准。这当中包括高低温测试、静电/浪涌/脉冲测试、稳定性测试等…需要团队一次次走进现场测试并记录调试,以满足工业场景需要。

软件方面,赛昉团队又需要从0到1构建大量中间件,对于一般场景,芯片原厂只提供SDK和驱动,但由于合作方要求DPDK、Web、数据库、VPN等方面支持,赛昉需要逐一下场提供种种中间件。

上述繁杂工作意味着赛昉团队不只在做芯片原厂工作,而是直接将手伸到应用去。与之对应,由于发展多年,Arm中间件完整度高得多,因此无需下场。

等赛昉团队完成上述工作,合作方再基于中间件完成上层应用,这当中,包括白名单、过滤、自检测等功能,从而变成一款产品:TEG5904。

还不算完,等到产品拿到现场测试再导入量产,又是很长一段工作,周期达到半年。

那么上述付出值得么?周杰认为,这些工作对RISC-V在工业场景的生态建设大有裨益。

他说,工业防火墙项目之于外行看似不过工业数字化的一角,实际上,项目涉及的中间件可复用性很高。周杰为我们举例,诸如:web、数据库、DPPK、Openwrt、场景侧视频码流处理等等方面中间件均可复用。换而言之,看似一次工业防火墙项目落地,实则打通一大片RISC-V芯片落地可能性。

此外,由于不同工业领域的设备和板卡硬件接近,只是上面跑的应用软件不同,如储能、电力、轨交均差异不大。赛昉团队一次付出,所开创性价值随时间推移,将会显现出来。

工业防火墙项目之外,赛昉披露,他们已经与飞凌嵌入式、米尔科技等工业领域领头的方案商推出工业核心板方案,布局显控一体、运动控制、电机控制、工业网关、电力控制、EMS等领域。

明年工业收入大幅提升

为更快推广落地RISC-V产品,他们还有一个基于JH-7110的开发板产品昉・星光2(VisionFive 2),又构建且自行运营相关论坛RVspace,发布源代码及相关技术文章,鼓励更多开发者参与软件生态构建。

此举暗合了Arm架构树莓派的生态拓展方式,也满足了量小客户的需求。

对此,周杰无奈又略带自豪地解释,“JH-7110的硬件走的比软件快,我们作为芯片原厂不得不推出开发板产品。产业和社区的伙伴有了硬件载体(板卡),才能做更多的移植、开发和优化软件的工作。而这些基于JH-7110的软件资源,后续也将回馈和贡献到整个RISC-V生态中去”。

至于未来规划,赛昉将先基于JH-7110不断在各类工业场景尝试落地,根据情况再定制后续产品线。

面向碎片化的工业场景,将相似需求融合以规划下一代芯片。比如在边缘端,产品的GPU能力就不再需要,取而代之的,则是性能、实时性以及更全的接口,去掉冗余部分可进一步降低成本。

“现在工业收入占比还比较低,等待明年,预计会有大幅提升”,周杰表示。

目前赛昉科技的RISC-V产品在工业场景才推进不到9个月,在这个传统领域,他们要实现目标仍需一段时间。

但团队对此颇为乐观,周杰表示,已在各个场景开启推广落地,希望明年上半年开始进入爬坡。

写在最后

与周杰碰头,是在上海漕河泾一个茶馆,虽已入秋,空气里仍弥漫着湿热。

初次见面,这位芯片老兵一直戴着耳机开会,专注在具体一件件事情中,没有一点架子。结束采访后,周杰又接入了新工作,并无更多寒暄,满满当当日程意味着这一架构所代表的领域,正方兴未艾,处于生机勃勃地发展之中。

尽管诞生已有10余年,RISC-V之于非芯片行业的大众仍较陌生,但其潜力,正被越来越多人看到。这背后不只靠一两家公司,而是整个赛道一众从业者共同的努力。

赛昉的“昉”,是个多数人并不熟悉的汉字,它有两重意思,其一是起始,其二,是明亮。

冥冥之中,这个字似乎也暗示了RISC-V架构及其产业的过去,也预示了未来。

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