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首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

本文作者:包永刚 2022-08-18 19:02
导语:发布会上就有客户详解合作案例的芯片创业公司,并不多见。

几乎所有芯片创业公司的CEO都会说,“我们最核心的价值是用更好的芯片解决客户的实际问题。”

然而,摆在众多芯片初创公司面前的问题是,芯片设计和生产出来后,落地迟迟难以突破,此时,产品能够顺利落地的公司成为了这个赛场里值得关注的焦点。

由前谷歌CTO江朝晖于2020年创立的跃昉科技(LeapFive)是芯片创业热潮中值得关注的RISC-V芯片公司。

原因很简单,站在创业公司比拼落地的2022年,跃昉科技高性能产品的发布会上,就已经有来自电力、智慧物流、机密计算等领域客户的案例分享。雷峰网(公众号:雷峰网)了解到,跃昉科技的芯片已经在国家电网的多个单位进行部署,是可规模化复制的落地。

预计在今年底量产的跃昉科技高性能RISC-V SoC NB2实测性能在Arm CortexA55和A72之间,直戳Arm小核,指向Arm大核性能。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

芯片创业实际比拼对应用场景的理解

对于九死一生的创业来说,特别是一次芯片流片费用就以千万甚至亿元计的芯片创业公司,创业之初更需要想清楚产品的定位和应用市场。

跃昉科技研发VP袁博浒在“跃昉智慧物联芯,助力双碳新基建”的新品发布会上就说,“对一个芯片产品最终的评价应该是以应用的规模和成熟度作为参考,所以核心就是应用为王。转换为底层的逻辑有三点:为客户带来供应链安全、具备差异化特性、具备成本优势。”

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

应用为王的道理容易理解,但在创业之初,真正有明确目标应用场景的芯片创业公司实际不多。

“2020年创业时,公司只有我和袁博浒,如今公司的团队规模已经有一百七八十人。”跃昉科技创始人,CEO兼CTO江朝晖说,“我们围绕三个核心,聚焦工业和物联网领域。首先是利用RISC-V开源的CPU架构设计高中低端性能的边缘芯片;其次是包含区块链技术,保证数据不可篡改、可追源;第三注重安全性能。”

之所以围绕工业和物联网应用创业,其实有多方面的原因,一方面是创始人江朝晖对于用科技去解决能源问题的情怀,更实际的原因是工业市场对于SoC芯片的需求,以及使用RISC-V在工业市场落地的难度更小。

“消费类芯片由于市场竞争激烈,所以首先会关注成本,其次才会考虑功能的差异化以及供应链安全。工业类的芯片恰好相反,客户会首先考虑供应链安全,然后考虑差异化,最后才是成本优势。”袁博浒表示。

“在软件生态方面,工业领域的软件生态又比消费生态稍小,非常符合RISC-V的发展现状。”

除了有明确的产品规划、市场应用之外,更能体现跃昉科技对应用为王的是早期就有深度的合作伙伴。

从应用出发定义芯片,性能超越Arm A55

雷峰网了解到,跃昉科技在早期设计芯片之初就充分了解了工业物联网领域对芯片的需求,并与中国电力科学院深度合作,设计出了高性能的NB2处理器。

中国电力科学研究院有限公司人工智能应用研究所所长蒲天骄在发布会的分享中指出,电力物联网目前面临几个共性问题:数据传输处理压力大、云端主站计算负荷重、海量数据价值无法挖掘、芯片供货难度大。所以针对电力边缘智能高算力、低功耗、自主可控等方面提出了全新的要求。

“鉴于NB2芯片的技术优势,我们中国电科院与跃昉公司签订了战略合作协议,并入驻国网公司双创示范中心,双方一起承担了国家重点研发计划以及国网公司技术项目,共同推动电力物联网边缘智能芯片规格制订、协同研发和成果落地等。”蒲天骄进一步表示。

正是因为有明确的需求,跃昉科技的NB2芯片敢于用12nm工艺,自主设计出主频超过1.5GHz的RISC-V CPU,同时集成NPU,DSP、VPU等的工业级SoC。

NB2的自研CPU主频最高达1.8GHz,GPU主频达850MHz,NPU在INT8数据格式下性能达到4TOPS,并集成VPU和用于增强辅助NPU视觉处理的视觉DSP,还有音频DSP。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

从CPU的性能看,NB2 的CPU性能在Arm Cortex A55和Cortex A72之间,这在RISC-V阵营大都对比Arm Cortex M系列的当下,NB2率先向高端迈出一步。

相比硬件性能,软件是限制RISC-V处理器向更高端应用突破的关键。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

RISC-V作为新兴的指令集,软件生态不够成熟让众多RISC-V芯片公司选择从对生态依赖不高的MCU市场切入,所以可以看到在CPU主频低于200MHz的MCU市场有大量RISC-V产品,到了CPU主频在200MHz-1.5GHz的MPU产品就数量不足10种,在CPU主频性能超过1.5GHz的高端应用处理器(AP)几乎空白。

“以目前RISC-V的发展现状,我们选择了工业互联网,工业应用稳定性优先,给我们从RISC-V出发,为工业赛道设计一个相对满足应用的软件生态提供了一些便利。”袁博浒表示。

但即便如此,跃昉科技在成立早期就投入了60多人的软件团队。

整体而言,袁博浒强调,NB2是第一款可量产的基于RISC-V的高端12nm工业级SoC。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

“我们严格遵循工业级芯片的测试标准,在零下55摄氏度到125摄氏度的环境下测试了1000小时以上,拥有工业级的品质,在高温实测中的表现,也非常符合电网整机系统热设计的需求。”

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

NB2还支持异构OS运行环境,这个功能也能很好满足工业场景中部分程序运行在裸机,部分程序运行在Linux上的特殊需求。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

芯片创业落地为王

芯片公司最终的商业化成功,实际上是软件和生态的成功。

因此,芯片初创公司产品落地挑战巨大也容易理解,毕竟初创公司大都采用新技术,比如比较火热的AI芯片创业和RISC-V创业,这两类芯片都比较新,没有成熟的软件生态,客户想要发挥这些硬件优势的挑战巨大。

“我们希望靠丰富的SDK性能,使所有的硬件性能得以发挥,客户的应用能正常、快速、稳定地迁移到我们的系统上。”袁博浒表示。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

但对于RISC-V芯片而言,客户的接受度非常关键,毕竟RISC-V是一个比较新兴类别的产品,无论在可靠性和性能客户都会有比较大的担忧。但也正因为如此,在工业领域SoC选择不多的背景下,软件生态相对简单一些,更是RISC-V高性能芯片的突破点。

跃昉科技的做法是,给客户提供完整的系统,除了芯片和软件,还有对应参考设计硬件,以及完整的开发平台。

目前,跃昉科技与中国电科院的合作包括基于NB2的边缘网关、无人机巡检系统。已经面向光伏功率预测、电缆廊道感知、输电线路在线监测、变电站监测等应用场景,分别在中国电科院、重庆公司、天津公司、辽宁公司等单位部署NB2,目前运行正常。接下来双方还将在更多领域中共同深度探索。

跃昉科技还与链昇科技深度合作,将NB2应用在智能物流仓储场景中。

与摩联科技合作,基于NB2实现基于RISC-V的机密计算,贯通可信物联网数据价值链。

袁博浒也表示,“和客户共同开发全栈软硬件方案只是在刚开始客户信心不足的情况下,需要与客户进行的工作,这并非趋势。

首款高性能RISC-V处理器「刺向」Arm小核心

这也就意味着,未来RISC-V的软件生态逐步成熟之后,高性能RISC-V芯片的易用性会逐步提高,RISC-V高性能芯片的应用将会进一步拓展。

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