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西部数据能更快推出RISC-V处理器的关键之一是什么?

本文作者:包永刚 2019-05-08 16:08
导语:RISC-V想要与x86和Arm一样成功,生态系统的建设非常关键。因为,西部数据和海思等公司想要更快推出RISC-V处理器及相关产品工具链至关重要。

2010年项目启动,2014年第一版用户手册正式发布的RISC-V指令集,从面临多方质疑到被多方看好。目前,英伟达、西部数据、高通、海思、阿里巴巴、三星等全球知名的企业都加入了RISC-V基金会,并推动RISC-V的向前发展。不过,RISC-V想要与x86和Arm一样成功,生态系统的建设非常关键。因为,西部数据和海思等公司想要更快推出RISC-V处理器及相关产品工具链至关重要。

作为推动RISC-V发展的重要推动力,今年2月,西部数据(Western Digital)发布了基于RISC-V指令集的自研通用架构SweRV,这是西部数据努力引领ISA(指令集架构)及其生态系统的一部分,也是他们向免授权CPU核心过渡的一部分。

需要看到,西部数据发布通用架构SweRV的同时,半导体IP提供商UltroSoC也宣布,其嵌入式分析架构中为Western Digital的RISC-V SweRV Core处理器和相关的OmniXtend缓存一致性互连结构提供全面支持,将为Western Digital的内部开发团队以及选择采用SweRV Core处理器来开发自有应用的第三方伙伴提供支持。

 西部数据能更快推出RISC-V处理器的关键之一是什么?

RISC-V软件支持成为关键

UltroSoC首席执行官Rupert Baines近日接受采访时表示:“三年前RISC-V只有一个架构,两年前开始有处理器核心,如今有七八家商业化的RISC-V公司。显然,只有RISC-V核心没办法使用,目前已经有很多公司开始围绕RISC-V的核心做开发,RISC-V的生态正在完善,我们作为其中一员也希望成为受益者,也非常开心与其他公司一起壮大RISC-V的软件生态。“

西部数据能更快推出RISC-V处理器的关键之一是什么?

UltroSoC首席执行官Rupert Baines

非营利性组织RISC-V基金会中国顾问委员会主席方之熙博士接受雷锋网专访时表示:“RISC-V才刚刚起步,RISC-V整个生态的建设涉及到许多软件,特别是系统软件。”

RISC-V基金会的执行董事Rick O’Connor也曾表示:“RISC-V正在重新定义SoC的价值主张:其中一个关键部分是构建一个比开发人员惯用方案更开放、更稳健的生态系统。在技术层面上,处理器跟踪IP的全面供货是该开发性生态系统的关键部分。在RISC-V基金会内部,我们正在致力于实现连接到RISC-V内核的接口的标准化工作,其中也包括接口规范中所提供的处理器跟踪功能。“

处理器跟踪技术是RISC-V加速的关键

雷锋网(公众号:雷锋网)了解到,成熟的Arm已经具备处理器追踪功能,但RISC-V还没有标准的处理器追踪功能。那处理器追踪有多重要?由于与其他内核的软件、外围设备、实时事件、不成熟集成或这些因素的某种组合形成交互,软件的运行并不总是如预期的那样或在预期时候的那样运行,结果是实时行为受到了影响,因此,能够对程序的行为进行详细的、逐条指令式查看的处理器追踪功能是系统开发人员的一个关键需求。

在越来越复杂的SoC设计中,处理器追踪对于设计效率的提升以及加速产品的上市中正发挥越来越重要的作用。

西部数据能更快推出RISC-V处理器的关键之一是什么?

一家成立于2011年的英国半导体IP提供商UltraSoC补上了RISC-V的这个功能。2017年6月,UltraSoC宣布已经开发出了可支持基于RISC-V架构的处理器跟踪技术。2018年2月,UltraSoC正式推出业界首款商用的RISC-V处理器跟踪技术IP,晶心科技(Andes Technology)、Codasip、Roa Logic、SiFive和Syntacore 5家内核供应商宣布支持UltroSoC新的跟踪规范。

西部数据能更快推出RISC-V处理器的关键之一是什么?

具体而言,UltraSoC的RISC-V跟踪编码器同时支持32位和64位RISC-V设计,IP模块可以与UltraSoC产品组合的其他部分进行集成,支持开放架构和业界标准架构方式,在SoC的核心部分设置自分析功能。能够帮助汽车、企业信息技术、物联网等应用管理复杂性和改善上市时间、设计成本、可靠性和安全防护能力。

周期精确追踪技术将带来什么?

Rupert Baines表示,对于软件工程师而言,只要应用能正常运行就可以,他们并不关心每个周期的性能。但是对于一些特殊的应用,则需要知道特定的时序,时间戳要对应。为此,我们最新推出的是周期精确追踪技术,通过增加周期精确的追踪功能,开发人员不仅能够查看器件内部发生的情况,更为关键的是可以看到发生某些情况的时间。

西部数据能更快推出RISC-V处理器的关键之一是什么?

他进一步表示,访问这种周期精确的追踪信息意味着致力于深度嵌入式应用的客户将能够准确地查看他们的代码执行的周期数,是否存在停顿和依赖关系,以及它们持续了多长时间。 掌握了这些信息,系统设计人员可以进一步优化其设计并获得最大的效率收益。

那么具体哪些应用需要周期精确的追踪技术?Rupert Baines举例表示,由于5G的传输速度非常快,两帧数据之间的间隔时间非常短,所以对于5G基站的调制解器需要周期精确追踪技术。另外就是西部数据和希捷这样做高速存储器的公司,他们的工程师希望让每个周期能够更多、更快地处理数据,提升系统的性能,周期精确的追踪技术也能发挥重要作用。

不过,除了系统性能的提升,安全性也非常关键。Rupert Baines表示处理器追踪技术也能提升处理器的安全性。因为处理器执行指令时会访问存储器的地址,追踪器都会有相应的记录,当处理器访问非法的地址区间时,就会进行报警。

另外,UltroSoC除了提供指令追踪之外,还提供数据、无序、乱序的追踪,能够让追踪技术不止能满足简单追踪的需求,也能满足高性能RISC-V处理器的需求。

雷锋网小结

RISC-V如今广受关注,但能否像x86和Arm一样成功,软硬件的支持也就是生态建设成为关键。目前,RISC-V已经有了核心的提供方,但工具链还不完善。作为半导体IP的提供商,UltraSoC显然看好RISC-V未来的发展,他们的处理器追踪功能,将不仅应用于处理器设计阶段,还将在实际应用中发挥作用。据雷锋网了解,UltraSoC去年50%的营收来自RISC-V,40%的营收来自Arm,其中,中国市场也是他们营收第二大的市场,仅次于美国。

不同的时代成就了不同的指令集,从PC时代的x86到移动互联网时代的Arm,RISC-V被认为是IoT和AI时代的指令集,但这个开源的指令集想要成功仍然面临不少挑战。但我们可以看到,像西部数据、阿里巴巴、海思、英伟达等这些巨头都在推动RISC-V的发展,UltraSoC也作为软件生态的一部分与其他厂商共同建设RISC-V的软件生态。

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