從邊緣智能到多線程高并發(fā)，RISC-V還有多少值得深挖的方向？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）在ELEXCON深圳國(guó)際電子展上，來(lái)自天南海北的廠商紛紛拿出了自己的招牌產(chǎn)品。一眾RISC-V廠商也不例外，會(huì)上還有不少新開辟RISC-V產(chǎn)品線或支持RISC-V芯片開發(fā)的廠商，譬如GPU大廠Imagination推出的RTXM-2200 RISC-V CPU，以及為RISC-V嵌入式開發(fā)提供工具支持的IAR Systems等。本次筆者就帶你看看，有哪些創(chuàng)新RISC-V方案值得深挖。

智能音視頻

作為一家專注于人機(jī)交互的端測(cè)智能芯片供應(yīng)商，時(shí)擎科技展出了他們的RISC-V產(chǎn)品線及方案，包括AT1000、AT5000等。時(shí)擎科技的AT1000系列是高集成度、高能效比的智能處理芯片，最高可以提供100G的高能效比算力。該系列搭載了時(shí)擎科技自研的TM500系列RISC-V主控處理器，TM500基于RV32IMCF指令集，采用了單發(fā)射4級(jí)流水線的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)1.3DMIPS/MHz的性能。

而在AT1000系列上，時(shí)擎科技借助100G的AI算力、Timeflow算法部署工具和豐富的外設(shè)接口，在智能音頻領(lǐng)域獲得了大量的應(yīng)用。比如此次時(shí)擎科技展臺(tái)上展示的會(huì)議寶、對(duì)講門鈴、拾音器和耳機(jī)降噪等Demo，都是基于AT1000系列開發(fā)的。
除了智能音頻方案以外，時(shí)擎科技也在發(fā)力視覺AI方向，比如他們的AT5000系列就是主打的端測(cè)智能視覺芯片，采用了他們的TM800 RISC-V處理器，可實(shí)現(xiàn)0.6TOPS的算力，能效比高達(dá)2.5TOPS/W，非常適合用于智能攝像頭、智能門禁等視覺應(yīng)用。

值得一提的是，海信電視所用的信芯U+超畫質(zhì)芯片中，也有用到時(shí)擎科技的智能處理器，這同樣足以證明時(shí)擎科技的RISC-V產(chǎn)品在智能家電上的潛力。

邊緣智能

躍昉科技則展出了近期發(fā)布的多核異構(gòu)高端RISC-V SoC芯片，NB2。根據(jù)躍昉科技的說(shuō)法，NB2是一個(gè)高度集成的應(yīng)用處理器，集成了專用的人工智能及音視頻駕駛引擎，可用于邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、視覺與語(yǔ)音等場(chǎng)景。

而這次公開展示的主角還是NB2 SoC芯片，NB2基于12nm工藝設(shè)計(jì)，可在低至5W的功耗下實(shí)現(xiàn)超高的計(jì)算性能。從其芯片架構(gòu)來(lái)看，NB2的CPU由4個(gè)主頻為1.8GHz的RISC-V核心組成，并配備了1MB且?guī)CC的L2緩存。據(jù)躍昉科技的表述，NB2的CPU核心來(lái)自第一個(gè)可流暢運(yùn)行完整Linux系統(tǒng)的RISC-V CPU芯片，性能為2.5DMIPS/MHz，再加上它支持SiFive Shield這一安全特性，應(yīng)該用到的是SiFive的高性能RISC-V核心U74。
除了CPU以外，NB2的另一大特色就是它所集成的其他處理單元了。以GPU為例，NB2集成了一個(gè)高性能圖形處理器，頻率達(dá)到850MHz。而獨(dú)立的視覺DSP+NPU AI引擎，可以為NB2提供高達(dá)4 TOPS的AI算力。

考慮到擁有這樣的性能，NB2也成了用于端測(cè)/邊緣側(cè)AI應(yīng)用的首選，尤其是需要對(duì)邊緣視覺數(shù)據(jù)進(jìn)行AI運(yùn)算的場(chǎng)景，比如智能家居、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、智慧樓宇等等。本次展會(huì)上，躍昉科技展示了他們基于NB2核心板打造的智能電網(wǎng)輸電檢測(cè)網(wǎng)關(guān)方案，可以用于復(fù)雜輸電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的檢測(cè)，在感知輸電線路環(huán)境的同時(shí)識(shí)別山火、覆冰等異常事件。

除了NB系列產(chǎn)品以外，躍昉科技還有針對(duì)IoT連接的BF系列產(chǎn)品線和針對(duì)邊緣安全的LF產(chǎn)品線，均基于RISC-V設(shè)計(jì)。從其產(chǎn)品路線圖上來(lái)看，躍昉科技也為NB和GF系列在2023年規(guī)劃了性能更高的第三代產(chǎn)品。

多線程高實(shí)時(shí)

在機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、遠(yuǎn)程遙控和汽車等應(yīng)用中，對(duì)高實(shí)時(shí)多并發(fā)的多線程實(shí)時(shí)處理器的呼聲越來(lái)越大，實(shí)時(shí)處理器可以實(shí)現(xiàn)多線程同步并行運(yùn)行，互不阻塞的同時(shí)保證各個(gè)線程共享數(shù)據(jù)段和代碼段，也就沒有通信瓶頸，線程數(shù)也就決定了處理器的并行性。

為此，廈門感芯科技推出了他們的64線程并行運(yùn)行MCU，MC3172。MC3172采用了一個(gè)32位的RISC-V RV32IMC核心，最高主頻為200MHz，性能為3.37 Coremark/MHz，已經(jīng)可以對(duì)標(biāo)ARM Cortex-M4。

該核心選擇了100%單周期指令設(shè)計(jì)，64個(gè)線程按需分配主頻來(lái)完成各自任務(wù)，無(wú)需中斷與線程調(diào)度，故具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和可預(yù)測(cè)性，可以代替實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)程序的模塊化與復(fù)用性。

這對(duì)于數(shù)據(jù)多并發(fā)且不能中斷服務(wù)的機(jī)器人和汽車等應(yīng)用來(lái)說(shuō)，MC3172可謂最合適的處理器之選，甚至可以替代實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。正如感芯科技的說(shuō)法一樣，在并行多線程的使用下，可以實(shí)現(xiàn)裸機(jī)編程的難度、RTOS的擴(kuò)展性和FPGA的實(shí)時(shí)性與確定性。

小結(jié)

除此了以上提到的三家廠商之外，還有不少已經(jīng)熟知的RISC-V廠商也都同臺(tái)展出，比如沁恒微電子、愛普特微電子以及我們報(bào)道過(guò)的先楫半導(dǎo)體等。從近年來(lái)的展會(huì)可以看出，RISC-V廠商的出鏡率越來(lái)越高，也都逐漸擁有了自己的專區(qū)。而且與其他架構(gòu)不同的是，即便不算國(guó)外，國(guó)內(nèi)的RISC-V廠商們也能掀起巨大的勢(shì)頭，觀察他們走的不同方向確實(shí)有種讓人耳目一新的感覺。