RISC-V單板計算機發(fā)展現狀

電子發(fā)燒友網報道（文/吳子鵬）單板計算機是一個“年輕”的術語，誕生于2018年，是指將微處理器、存儲器與接口部件安裝在同一塊印制板上的計算機。

單板計算機又簡稱為單板機，和其名稱最接近的是單片機，不過兩者在系統組成上有明顯的不同。單板機的概念上面已經介紹過，單片機大家也較為熟悉，是將微處理器、存儲器與接口部件集成在一塊芯片上。對于RISC-V發(fā)展而言，我們近一段時間已經看到非常多的RISC-V MCU，今天我們就來看一下RISC-V單板機的發(fā)展情況。

單板機因其外形小、靈活性高、超耐用且性能出色等優(yōu)點，在嵌入式物聯網和邊緣計算領域有重要的應用。尤其是適用于一些嚴苛的工業(yè)使用環(huán)境中，在這些場景下，部署空間狹小無法放置普通計算機和散熱設備，同時又對操作系統運行有一定的需求，那么工業(yè)級單板機就是最適合的。

根據GIR (Global Info Research)的調研數據，2021年全球單板機（SBC）營業(yè)額為21.33億美元，到2028年有望成長到29.02億美元。雖然從市場規(guī)模上看，單板機比MCU市場規(guī)模小很多，不過也是物聯網發(fā)展的重要一環(huán)，對于RISC-V發(fā)展和落地大有益處。

“國內首款RISC-V單板機”于去年年初正式發(fā)布，來自賽昉科技。這款基于Linux操作系統的RISC-V單板機命名為“星光”，經歷了兩年多的自主研發(fā)，在無風扇、體積小、功耗低的基礎上，具備目前臺式計算機的各種可擴展性功能，極大地降低了RISC-V的準入門檻，可以應用在機械、交通、能源等諸多領域。根據介紹資料，“星光”面積只有85mm x 70mm，價格僅為868元（119美金）起，這款單板機搭載昉·驚鴻 JH7100 SoC，芯片采用雙核64位高性能RISC-V CPU，自帶2MB的二級緩存，工作頻率最高可達1.2GHz。

當然，有些人也將“星光”定義為“全球首款RISC-V單板機”，證明我國在這方面的起步是比較早的?！靶枪狻币唤洶l(fā)布，在國外也引起了廣泛的關注，YouTube上面的知名科技博主紛紛搶先體驗，并形成了積極的討論。在“2022（第七屆）思維實驗室論壇”上，“星光”也被評為集成電路領域的“2021年度產品”。

今年5月，openEuler官方宣布，歐拉開源操作系統（openEuler）在賽昉科技的昉·星光RISC-V單板機上成功運行，基礎軟件適配成功，整體運行過程較為流暢，外設工作正常，這讓“星光”再次引起了廣泛的關注。

目前國內除了“星光”，比較受關注的RISC-V單板機還有RVBoards-D1-哪吒。

RVBoards-D1-哪吒基于全志D1 單核玄鐵C906 64-位RISC-V 處理器芯片打造，該芯片主頻為1.0 GHz，配有HiFi4 DSP、G2D 2D圖像加速器。在RVBoards-D1-哪吒上，除了存儲資源，還有視頻、音頻、USB和網絡連接等豐富的接口資源。據悉，RVBoards-D1-哪吒在國內的售價為99美元，國內為599元人民幣。

筆者之所以沒有贊同一些人將“星光”定義為“全球首款RISC-V單板機”，因為在時間軌跡上，硅谷創(chuàng)業(yè)公司SiFive的HiFive系列明顯時間更早。早在2018年，SiFive就開源了HiFive Unleashed單板機，核心芯片為 1.5GHz U540 SoC，配備 8GB DDR4 (ECC)、一個千兆以太網 (GbE) 端口、一個 microSD 插槽、FMC 連接器。

不過，在經過了嘗鮮測試之后，很多人對HiFive Unleashed單板機僅有的8GB DDR4不是很滿意。但隨后于2020年 10 月發(fā)布的HiFive Unmatched 依然是8GB運存，好在SiFive在2020年12月又增發(fā)了一款 16GB RAM 的HiFive Unmatched。

HiFive Unmatched主板采用標準的Mini-ITX尺寸，搭載SiFive FU740 SoC，具有4個64bitSiFive U74處理器核心，搭配嵌入式64bitSiFive S7處理器核心，支持以RISC為基礎的RISC-V開源指令集架構，可以搭配內置于Freedom U-SDK的U-Boot與Linux Kernel，或附隨內存卡的Linux操作系統運行。HiFive Unmatched售價在665美元。

開放硬件公司Pine64也在大力推動RISC-V單板機的發(fā)展，該公司表示即將推出一款RISC-V單板機，“將會是最強大的RISC-V供電板”。

下面看看低價位的RISC-V單板機，MangoPi （芒果派）此前推出了一款售價僅為39美元的RISC-V單板機，由全志科技D1/F133A 處理器驅動，不過如此低的價格你很難獲得滿意的速度表現，且只有 64MB 的 DDR2 存儲空間。當然， MangoPi-Nezha還不是最便宜的，Sipeed（矽速科技）推出的搭載全志科技D1 芯片的 Lichee RV僅需17美元加上5美元的運費就可以買到。

此外，RISC-V國際開源實驗室還推出過一款對標樹莓派的RISC-V單板機，命名為PicoRio。這款單板機采用全開源模式，從CPU設計，到PCB電路板設計，再到操作系統核心軟件全部開源。

PicoRio基于開源的 64 位RISC-V多核處理器芯片，1.0 版本支持Linux和Google V8 JavaScript引擎，功耗水平比樹莓派4更低，但是價格還做不到樹莓派的水平。

能夠看出，在主打商業(yè)化的RISC-V單板機方面，SiFive以及國內的賽昉科技是走的較為靠前的，一些低成本的RISC-V單板機則更多選擇以全志科技D1為核心，不過目前還是無法和樹莓派抗衡，除非其他配置降低到很差的程度，這對于RISC-V單板機發(fā)展是一個挑戰(zhàn)。同時，無論是基于ARM架構的單板機，還是基于x86架構的單板機，在尺寸標準化和功能定制等方面都已經做的很好，RISC-V作為后來者，要想搶奪市場，還需要拿出更多的“誠意”。