AI与IoT翻转既有市场 RISC-V发展潜力十足
2019.06.24
凭借着精简指令、可模组化、免费与开源的特色，RISC-V近年来成为半导体IP市场焦点，科技产业中Google、高通、三星、联发科…等不同领域大厂，都已成为RISC-V基金会成员。为使更多半导体人士对其发展现况掌握更全面，专注于RISC-V领域，并已推出多款产品的SiFive，日前于新竹举办了主题为“The RISC-V Revolution is Going Global！”的技术研讨会，会上SiFive技术专家与半导体重量级厂商的专业人士，深入地剖析了RISC-V市场趋势与技术发展。
SiFive中国CEO徐滔在开场前先介绍RISC-V的历史与其基金会，RISC-V起始于美国柏克莱大学，柏克莱从80年代初期就开始投入RISC的研究，在2010年前就已发展出4代RISC版本，2010年Krste Asanovic教授带领着两位学生以开源、免费的RISC为方向发明出了RISC-V并且发布了研究成果，该研究在业界逐渐累积起了知名度，2015年这三个人成立了SiFive公司与RISC-V基金会，并正式将RISC-V推向市场，其中RISC-V基金会是中立的非营利性组织，主要推动标准化、保护和推广免费及开放的RISC-V指令集架构及其硬件和软件生态系统，以用于所有运算设备。而SiFive则是商业公司，聚焦于RISC-V指令集，设计核心IP、开发工具与相关解决方案。
SiFive打造完整产品线
经过5年多的发展，RISC-V的生态不断壮大成熟，如今RISC-V基金会成员已超过210家，应用领域也快速拓展，而发展之所以迅速，徐滔指出RISC-V的简洁性、全新设计、模组化ISA、稳定性与社区是其关键优势，相较于其他商用指令集，RISC-V的指令更少、更精简，而借助柏克莱大学过去的研究经验，RISC-V也避免了研发时可能导致失败的因素，并且对使用者和特权指令集可以做到明确分离。此外RISC-V可将指令集架构(ISA)模组化，精简的基本指令集加上标准扩展，为之后应用扩充与延伸预留足够空间，同时RISC-V的基本及标准扩展ISA并不会变动，工程师可透过扩展而非更新ISA的方式增加指令，而所有研发上的难题，也可在已有的社区讨论中提出并找到答案。
至于SiFive，市场多认为是IP供应商，但其实SiFive是新型态的芯片厂商，通过芯片设计软件化与RISC-V的结合，创造出无限可能的IP Core，目前SiFive已推出数款产品，产品线可分为E Core、S Core、U Core三大区块，E Core为32位嵌入式处理器IP，主要应用于MCU、边缘运算、AI与IoT。S Core与U Core都是64位，其中S Core为嵌入式CPU IP，可应用于储存、AR/VR、机器学习。U Core则为应用级CPU IP，以Linux、数据中心与互联设备为主。针对上述3大区块，SiFive再依据使用需求划分出7、3/5、2等系列产品，例如7系列面向于高效能，其E76-MC芯片就是4核、32位的嵌入式CPU，S51则是用于低功耗64位MCU。
而为协助客户加速产品设计，工程师可通过其网页端的SiFive Core Designer图形化界面取得SiFive所有RISC-V核心产品，选择预设的标准内核选项，并可以创建及保存其设置，此外资料包在验证后24小时即可生效。
SiFive结合芯片设计软件化与RISC-V的做法，已创造出多项业界首例，比如与微软合作，实现全球首款云端设计的芯片量产、首款RISC-V的SSD控制器等，接下来除了持续扮演RISC-V生态的推动者、建立强大生态和合作伙伴外，SiFive也将持续推出全新的产品，并扩大其应用，未来则将着力于教育、研究合作与商用解决方案等3个方向，在教育方面，将开发出具有吸引力的体验课程，协助学生编码与创新，并聚焦于AI、物联网与机器人等应用。研究合作部分，目前已与巴西圣帕洛大学、印度Kharagpur等机构共同研发AI、物联网等技术，至于商用解决方案，从目前发展来看，RISC-V的发展将会与IoT息息相关，而IoT的垂直应用也将对系统研发带来严苛挑战。
对设备厂商来说，IoT的垂直应用设计挑战主要来自IP资源、设计平台、专业团队、研发周期与成本等5个方面，针对这5大挑战，SiFive除了上述的RISC-V核心产品外，也有Freedom Aware和Freedom Revolution模组与平台，并可为客户定制化SoC，SiFive也针对DSA提供高度可定制化IP，并且拥有通晓14个以上不同垂直领域的专业团队，提升客户研发效率，并避免了不必要的成本支出。
各领域的企业积极布局
除了介绍RISC-V发展现况与SiFive布局外，研讨会也邀请到ACTT、Imagination、台湾地区的工研院与Rambus等产研机构的专业人士，针对其RISC-V产品发表演说，其中ACTT以SiFive RISC-V核心所研发的超低功耗物联网模拟IP平台ACTT LogicFlash，可提供物联网系统厂商低成本、低耗电与高可靠度的平台选择。Imagination则透过RISC-V技术，将产品应用于各种领域，例如PowerVR就可用于智慧车辆，落实边缘运算等。台湾地区工研院的RISC-V解决方案则可支持厂商从前端分析到后端操作，并具有完整的RTL模拟推断能力。对于系统安全，Rambus的RT-630以RISC-V为基础，打造出最佳化系统安全解决方案。
从RISC-V基金会的发展、SiFive的快速与不同领域厂商的积极布局来看，RISC-V已然成为IP领域未来的重点技术，其免费、开源、可模组化特色，在AI、IoT的时代，将扮演关键角色，近年来RISC-V基金会与SiFive持续推动的生态圈也越来越完整，虽然RISC-V现在仍处发展前期，但各指标性大厂都认为未来潜力雄厚，因此徐滔建议厂商可加快投入脚步，以掌握随之而来的庞大商机。
