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SiFive Core IP 21G1

2021.04.12

本文源自SiFive Blog，经翻译后进行转载，其目的在于传递更多RISC-V相关资讯，版权归原作者所有。

没有最好，只有更好 – – SiFive最新版本的处理器Core IP产品组合发布

我们非常高兴的宣布在SiFive 21G1版本中对SiFive RISC-V IP组合进行了全面的更新。这次发布给SiFive Core IP带来了重要的升级和全新的功能。SiFive Core IP是业界应用最广泛的RISC-V IP组合，该组合涵盖了从超高性能U7系列到备受青睐的E2系列处理器，可将位处理算法性能提升35%；代码量减少25%。

IoT和AI应用的性能优化

为了提高计算吞吐量，21G1版本中SiFiveCore IP进行了多项关键性增强，包括ISA架构及处理器接口连接。SiFive 2和7系列处理器现在已支持RISC-V的“位操作”扩展——RV32B与Zba、Zbb扩展。这一扩展赋予了位处理算法更高的性能，例如加密哈希算法可被加快35%。

原先SiFive处理器支持双精度和单精度浮点运算。21G1版本为支持更复杂的浮点运算加入了半精度浮点（FP16）。半精度浮点运算是基于用户的需求而增加的，目的在于减小内存空间和浮点运算功耗，以及在AI算法计算（广泛使用FP16）上的应用。

SoC软硬件集成的灵活性

最新的版本给予软件编程和硬件连接更多的灵活性和可选项，这增强了基于SiFive处理器SoC的实现。地址映射现已完全实现可用户配置，SoC架构师们可以控制存储和其它模块的地址映射来满足传统代码或特定应用的要求。

新的Sv48选项能够为U5和U7系列产品（RV64应用处理器）提供48位的虚拟寻址和47位的物理寻址。这将极大扩大寻址的范围，使得SiFive内核可以轻松集成到需要搭载大量内存的大型系统设计中。

在此次版本中，7系列处理器加上了一个称之为“核心本地端口”的新的超低延迟、高带宽的端口。该端口是为每个处理器提供直接连接的专用端口。高性能、时间关键性硬件区块可以直接与处理器连接，以提供低延迟吞吐量和时间关键计算的完全确定性操作。与之相符的是，SiFive处理器现在支持新的RISC-V NMI规范，用于任务关键性的应用。

更高性能，更少代码

21G1版本有了新计算功能和新数据类型的支持，可以实现高性能。但是SiFive用户的核心需求包括减少代码大小、内存以及费用。因此，SiFive专注于改进库和工具链的支持。作为一个全新的、通过重大改进的C-库已经完全集成到工具链和SDK之中，并且允许设计人员在轻松实现最佳性能的同时，减少高达25%（和先前的20G1版本相比）的代码量。

此版本中处理器的增强将7系列的基准性能提高到5.18 CoreMarks/MHz 和 2.63 Dhrystone/MHz。

提升的跟踪、调试和安全性

SiFive Insight是业内首个用于RISC-V处理器的预集成跟踪和调试IP，提供更快的芯片启动、软硬件集成和应用开发。SiFive处理器中原有的硬件加密加速组件（SiFive Shield）已经通过添加公用密钥加速器（HCA-PKA）的方式得到了进一步扩展。

令人觉得独特的是，SiFive Insight实现了与原生Arm® CoreSight™的兼容。通过与Arm® CoreSight™的无缝集成，开发者可以将SiFive 的RISC-V内核嵌入到混合的ISA设计中，并且保持他们既有的开发环境。SiFive Insight得到了行业内领先软件公司的广泛的支持，例如Green Hills Software、 IAR Systems、劳德巴赫、SEGGER，而且SiFive Freedom Studio的免费工具也适用于SiFive Insight。

在本次发布中，各种新功能极大增强了Trace能力。目前跟踪的类型（历史或分支）、通信的通道数和跟踪缓冲区的大小都是可选的。历史记录跟踪消息（HTM）提供了5倍的压缩功能，可被推荐用于生成大量跟踪数据的高性能多核应用。

SiFive最好的产品组合

SiFive 21G1版本提供新的先进的计算能力，包括位操作组合、半精度浮点以及高达25%的代码减少量。软硬件的SoC集成也已针对更高效计算、更小的尺寸和更快的上市时间做了优化。

通过使用SiFive最新版本的CoreIP，为了你下一个应用或实时SoC去定义并采用一款高性能、高效、安全的RISC-V处理器，这种方式从未变的如此有吸引力。利用SiFive对Arm CoreSight的独特支持可最大限度地减少工作流中断，并为SiFive Insight高级跟踪和调试提供广泛工具生态支持，从而节省时间和精力。

我们迫不及待想要与客户合作，使用目前的、比之前任何一代SiFive Core IP组合更快、更高效、更强大的新功能，打造客户们令人惊叹的新产品。

附注

（1）位操作计算算法的35%性能提高是基于SiFive内部在SiFive U7系列（21G1）处理器核心上运行加密哈希算法（nettle-sha256）的工程测试结果。

（2）21G1版本更新的工具和C-库以及25%的代码大小减少，是与20G1版本中相同的工具链版本对比。25%是最好的、最大的代码减少量。

（3）半精度浮点支持包括AI算法计算在内的广泛的应用。

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