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MCU

AI與IoT翻轉既有市場 RISC-V發展潛力十足

  • 台北訊

The RISC-V Revolution is Going Global!的技術研討會 活動現場。

憑藉著精簡指令、可模組化、免費與開源的特色,RISC-V近年來成為半導體IP市場焦點,科技產業中Google、高通、三星、聯發科…等不同領域大廠,都已成為RISC-V基金會成員。作為全球半導體產業重鎮,台灣半導體業者的每一步對RISC-V發展都動見觀瞻,為使台灣半導體人士對其發展現況掌握更全面,專注於RISC-V領域,並已推出多款產品的SiFive,日前於新竹舉辦了主題為“The RISC-V Revolution is Going Global!”的技術研討會,會上SiFive技術專家與半導體重量級廠商的專業人士,深入地剖析了RISC-V市場趨勢與技術發展。

SiFive中國大陸CEO徐滔在開場前先介紹RISC-V的歷史與其基金會,RISC-V起始于美國柏克萊大學,柏克萊從80年代初期就開始投入RISC的研究,在2010年前就已發展出4代RISC版本,2010年Krste Asanovic教授帶領著兩位學生以開源、免費的RISC為方向發明出了RISC-V並且發布了研究成果,該研究在業界逐漸累積起了知名度,2015年這三個人成立了SiFive公司與RISC-V基金會,並正式將RISC-V推向市場,其中RISC-V基金會是中立的非營利性組織,主要推動標準化、保護和推廣免費及開放的RISC-V指令集架構及其硬體和軟體生態系統,以用於所有運算設備。而SiFive則是商業公司,聚焦於RISC-V指令集,設計核心IP、開發工具與相關解決方案。

SiFive 來台由世界各地團隊成員一同分享Risc-V。

SiFive打造完整產品線

經過5年多的發展,RISC-V的生態不斷壯大成熟,如今RISC-V基金會成員已超過210家,應用領域也快速拓展,而發展之所以迅速,徐滔指出RISC-V的簡潔性、全新設計、模組化ISA、穩定性與社區是其關鍵優勢,相較于其他商用指令集,RISC-V的指令更少、更精簡,而借助柏克萊大學過去的研究經驗,RISC-V也避免了研發時可能導致失敗的因素,並且對使用者和特權指令集可以做到明確分離。此外RISC-V可將指令集架構(ISA)模組化,精簡的基本指令集加上標準擴展,為之後應用擴充與延伸預留足夠空間,同時RISC-V的基本及標準擴展ISA並不會變動,工程師可透過擴展而非更新ISA的方式增加指令,而所有研發上的難題,也可在已有的社區討論中提出並找到答案。

至於SiFive,市場多認為是IP供應商,但其實SiFive是新型態的晶片廠商,通過晶片設計軟體化與RISC-V的結合,創造出無限可能的IP Core,目前SiFive已推出數款產品,產品線可分為E Core、S Core、U Core三大區塊,E Core為32位嵌入式處理器IP,主要應用於MCU、邊緣運算、AI與IoT。S Core與U Core都是64位,其中S Core為嵌入式CPU IP,可應用於儲存、AR/VR、機器學習。U Core則為應用級CPU IP,以Linux、資料中心與互聯設備為主。針對上述3大區塊,SiFive再依據使用需求劃分出7、3/5、2等系列產品,例如7系列面向于高效能,其E76-MC晶片就是4核、32位的嵌入式CPU,S51則是用於低功耗64位MCU。而為協助客戶加速產品設計,工程師可通過其網頁端的SiFive Core Designer圖形化介面取得SiFive所有RISC-V核心產品,選擇預設的標準內核選項,並可以創建及保存其設置,此外資料包在驗證後24小時即可生效。

SiFive結合晶片設計軟體化與RISC-V的做法,已創造出多項業界首例,比如與微軟合作,實現全球首款雲端設計的晶片量產、首款RISC-V的SSD控制器等,接下來除了持續扮演RISC-V生態的推動者、建立強大生態和合作夥伴外,SiFive也將持續推出全新的產品,並擴大其應用,未來則將著力於教育、研究合作與商用解決方案等3個方向,在教育方面,將開發出具有吸引力的體驗課程,協助學生編碼與創新,並聚焦於AI、物聯網與機器人等應用。研究合作部分,目前已與巴西聖帕洛大學、印度Kharagpur等機構共同研發AI、物聯網等技術,至於商用解決方案,從目前發展來看,RISC-V的發展將會與IoT息息相關,而IoT的垂直應用也將對系統研發帶來嚴苛挑戰。

對設備廠商來說,IoT的垂直應用設計挑戰主要來自IP資源、設計平台、專業團隊、研發週期與成本等5個方面,針對這5大挑戰,SiFive除了上述的RISC-V核心產品外,也有Freedom Aware和Freedom Revolution模組與平台,並可為客戶定制化SoC,SiFive也針對DSA提供高度可定制化IP,並且擁有通曉14個以上不同垂直領域的專業團隊,提升客戶研發效率,並避免了不必要的成本支出。

各領域的企業積極布局

除了介紹RISC-V發展現況與SiFive布局外,研討會也邀請到ACTT、Imagination、工研院與Rambus等產研機構的專業人士,針對其RISC-V產品發表演說,其中ACTT以SiFive RISC-V核心所研發的超低功耗物聯網模擬IP平台ACTT LogicFlash,可提供物聯網系統廠商低成本、低耗電與高可靠度的平台選擇。Imagination則透過RISC-V技術,將產品應用於各種領域,例如PowerVR就可用于智慧車輛,落實邊緣運算等。工研院的RISC-V解決方案則可支援廠商從前端分析到後端操作,並具有完整的RTL模擬推論能力。對於系統安全,Rambus的RT-630以RISC-V為基礎,打造出最佳化系統安全解決方案。

從RISC-V基金會的發展、SiFive的快速與不同領域廠商的積極布局來看,RISC-V已然成為IP領域未來的重點技術,其免費、開源、可模組化特色,在AI、IoT的時代,將扮演關鍵角色,近年來RISC-V基金會與SiFive持續推動的生態圈也越來越完整,雖然RISC-V現在仍處發展前期,但各指標性大廠都認為未來潛力雄厚,因此徐滔建議台灣廠商可加快投入腳步,以掌握隨之而來的龐大商機。