
去年10月,中国 RISC-V 产业正式成立,有100多家会员单位,并且目前国内在使用RISC-V架构的IC设计公司已经超过300家了,大家认为这个架构能够实现中国芯的自主、可控、繁荣和创新。
与大多数指令集相比,RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。虽然这不是第一个开源指令集,但它具有重要意义,因为其设计使其适用于现代计算设备(如仓库规模云计算机、高端移动电话和微小嵌入式系统)。设计者考虑到了这些用途中的性能与功率效率。该指令集还具有众多支持的软件,这解决了新指令集通常的弱点。
该项目2010年始于加州大学伯克利分校,但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。
相关特色:
1 完全开源
对指令集使用,RISC-V基金会不收取高额的授权费。开源采用宽松的BSD协议,企业完全自由免费使用,同时也容许企业添加自有指令集拓展而不必开放共享以实现差异化发展。
2 架构简单
RISC-V架构秉承简单的设计哲学。体现为:
在处理器领域,主流的架构为x86与ARM架构。x86与ARM架构的发展的过程也伴随了现代处理器架构技术的不断发展成熟,但作为商用的架构,为了能够保持架构的向后兼容性,其不得不保留许多过时的定义,导致其指令数目多,指令冗余严重,文档数量庞大,所以要在这些架构上开发新的 *** 作系统或者直接开发应用门槛很高。
而RISC-V架构则能完全抛弃包袱,借助计算机体系结构经过多年的发展已经成为比较成熟的技术的优势,从轻上路。RISC-V基础指令集则只有40多条,加上其他的模块化扩展指令总共几十条指令。 RISC-V的规范文档仅有145页,而“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。
(全球TMT2022年3月16日讯)在半导体开发领域,“RISC-V”正在崛起。RISC-V是规定半导体基本规格的指令集架构(ISA)之一,由美国加州大学伯克利分校的研究人员从2010年开始开发。RISC-V最大的优势在于完全的免费开源。最近RISC-V的存在感提升。该标准首先在可穿戴设备和智能家电等领域不断得到应用,有预测显示,到2025年采用率将达到近3成。
在中国,华米 科技 等可穿戴设备厂商一直采用这种架构。阿里巴巴集团以RISC-V为基础开发出了用于物联网的AI芯片,并将其IP公开。此前有消息称,华为为鸿蒙系统的开发人员提供了首个基于RISC-V架构的鸿蒙开发板Hi3861芯片。
海外的大型IT企业也在积极采用RISC-V。美国谷歌2021年10月推出了新款智能手机“Pixel 6”系列,利用RISC-V为该系列开发了用于保护数据的半导体。美国苹果已开始在招聘网站上招募“RISC-V程序员”。 西部数据提出了将存储装置的控制半导体换成RISC-V产品的方针。日本企业方面,索尼半导体解决方案和日立制作所等也加入了该团体。
中科院自研芯片完成自主化,成功实现性能翻倍,RISC-V架构已然崛起!
在整个相关限制的背景之下,中国半导体产业看似摇摇欲坠,但实则顶着巨大的压力,已经逐步找到了前进的方向,以美引导的芯片产业链,已然发生了转变!
芯片的制造成型主要分为三个阶段,分别为研发设计、制造成型以及封装测试,高通、华为、苹果等等企业,都是研发设计阶段的佼佼者,而台积电和三星则是制造成型阶段的顶尖,封装测试工艺相对来说比较容易突破,因此常常被人所忽略,但实则也是非常重要的一个环节。
在后摩尔定律时代,芯片制程工艺进一步缩小,不仅难度非常大,而且能够提升的性能也非常有限, 台积电、英特尔等等一众芯片厂商,也逐步开始调整方向,成立以封装测试工艺为主的“小芯片联盟”。
目前市场上主导的“双芯叠加”工艺,已经在AMD以及苹果的芯片上验证成功,也很好的证实了封装工艺对芯片性能提升的可行性,但实际上除了这些之外,制造芯片难度,远比我们想象的要复杂的多, 而这一次中科院实现的芯片自主化,很好的提升了国产芯片的整体水平。
看似简单的芯片研发设计,其中可蕴含着诸多的核心技术,而其中架构和EDA设计软件是至关重要的,虽然华为能够设计出5nm的芯片,但是在这两项技术上,依然需要高度依赖于海外的技术。
目前移动端的芯片被ARM架构垄断了,而桌面端的芯片则被X86架构给垄断了,两大架构在移动端、PC端可以说完全是“横”着走,根本找不到任何的竞争对手。
X86架构源于美企英特尔,自然在相关限制之下,和国内的合作也会受到限制,但ARM架构的技术是完全自主化的,此前也一直保持中立状态,并没有中断和华为的合作,但这一次却中断了和俄市场的合作,这不得不让我们对其国际市场合作态度进行重新的考量。
虽然并没有中断合作,但ARM最新的架构,截止目前并没有授权给华为,在相关限制持续升级之下,中断合作也并非没有可能,好在目前国内已经找到了可替代的架构RISC-V,目前已经有多款国产芯片搭载这个架构了。
RISC-V是国际上完全开放使用的架构,核心技术并没有归属于哪个国家,因此相关限制也影响不到它,关键还是永久免费使用的,显然国产芯片想要彻底的崛起,就要避免被ARM以及X86架构框住,而RISC-V就是一个最佳的选择。
目前国内多家芯片厂商,都开始研发RISC-V架构了,而阿里的达摩院就已经推出了多款芯片,而很早之前中科院就入局了RISC-V架构,芯片被命名为了“香山”,架构的名字叫“雁栖湖”,目前已经有了成片。
第一代的香山芯片,搭载的是台积电28纳米工艺,裸片的面积为6.6平方毫米,配备了单核二级缓存1MB,功耗仅为5W,基于SPEC CPU2006的性能测试,整体性能表现为9@1.3GHz。
技术水平ARM架构的A72/A73,此前华为麒麟的960/970就是采用这系列的架构,整体性能表现为7/GHz左右,虽然和现阶段的7nm以下芯片没得比,但国产化水平却非常高,还是非常值得期待的。
而中科院第二代的芯片要来了,采用的同样是RISC-V架构,新款香山芯片的核心被命名为了“南湖”,由于在和台积电合作上受到限制,因此这次将采用中芯国际的14nm工艺代工,最终的目标是 2GHz!
根据中科院的实测,第二款的芯片在SPEC CPU2006的测试成绩为20,相比于第一代直接实现了翻倍,而在这个水平上,丝毫不会输于其它的芯片厂商,交由中芯国际代工之后,在国产化概率上也实现了最大的提升,
相关限制实施之后,国产芯片领域不断迎来了技术突破,在中科院以及各大企业的努力之下,肯定是能够实现技术突破的,对此你们是怎么看的呢?
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