電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）近日，躍昉科技發(fā)布了目前業(yè)界第一款可量產(chǎn)的基于RISC-V的工業(yè)級SoC芯片——NB2系列，該消息引起了廣泛的關(guān)注。除了在工業(yè)領(lǐng)域非常領(lǐng)先的12nm之外，也再次讓人們將目光投射向RISC-V在高性能領(lǐng)域的發(fā)展。

正如躍昉科技VP袁博滸所言，“目前的RISC-V芯片產(chǎn)品市場里，95%以上芯片集中在MCU級別，200MHz算力以下的MCU級別的產(chǎn)品大約500款，中端200MHz到1.5GHz的范圍內(nèi)不足10款?！?/p>

據(jù)悉，躍昉科技NB2系列芯片實(shí)測性能可能基于Arm CortexA55和A72內(nèi)核打造的產(chǎn)品之間，如果我們?nèi)RM架構(gòu)產(chǎn)品尋找這個核心性能段的產(chǎn)品，會發(fā)現(xiàn)采用這種核心的是恩智浦i.MX 8系列MPU產(chǎn)品，屬于工業(yè)嵌入式領(lǐng)域的高端產(chǎn)品。

以i.MX 8M Plus為例，其是首個集成專用神經(jīng)處理單元（NPU）的i.MX系列產(chǎn)品，能夠在工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)邊緣端高級機(jī)器學(xué)習(xí)推理。在特征參數(shù)上，i.MX 8M Plus基于四核Arm Cortex-A53打造，主頻高達(dá)1.8Ghz，工業(yè)主頻也能夠達(dá)到1.6Ghz，NPU系統(tǒng)算力為2.3 TOPS。

從目前已經(jīng)揭露出來的參數(shù)來看，躍昉科技NB2系列芯片和恩智浦的i.MX 8M Plus，你很難說誰更優(yōu)秀。通過下面兩張圖能夠看出，可能恩智浦i.MX 8M Plus在接口方面會更加豐富，當(dāng)然產(chǎn)品生態(tài)也更加豐富，支持安卓系統(tǒng)，這些都是RISC-V整個產(chǎn)業(yè)需要慢慢補(bǔ)齊的。

恩智浦i.MX 8M Plus系統(tǒng)框圖，圖源：恩智浦

躍昉科技NB2系列芯片系統(tǒng)框圖，圖源：躍昉科技

而如果我們跳脫出躍昉科技NB2系列芯片的維度，會發(fā)現(xiàn)，從核心層面來看，RISC-V在對比ARM架構(gòu)A系列核心的方面也已經(jīng)呈現(xiàn)出一定規(guī)模，為終端高性能產(chǎn)品爆發(fā)打下了基礎(chǔ)。

下圖是芯來科技已經(jīng)發(fā)布的核心產(chǎn)品圖譜，最右側(cè)為高性能核心UX級別。能夠看出，UX900和UX900MC核心全面對標(biāo)Arm公司的ARM Cortex A35、ARM Cortex A53和ARM Cortex A55。

芯來科技RISC-V核心產(chǎn)品，圖源：芯來科技

芯來科技900系列IP發(fā)布于2020年12月份，所有產(chǎn)品均為9級流水線、雙發(fā)射架構(gòu)，可通過模塊化進(jìn)行特性組合。其中，UX900為配置內(nèi)存管理單元（MMU）的64位雙模處理器，既可作為支持Linux系統(tǒng)加載的應(yīng)用處理器，又可作為實(shí)時控制處理器。

而我們再看一下國際領(lǐng)先的RISC-V內(nèi)核公司SiFive，該公司也是全球RISC-V領(lǐng)域的獨(dú)角獸公司。該公司的核心產(chǎn)品更能體現(xiàn)出RISC-V對于Arm公司A系列處理器內(nèi)核的沖擊。

在SiFive的Essential系列內(nèi)核中有豐富的產(chǎn)品，我們看其中U7系列的U74內(nèi)核。

U74內(nèi)核系統(tǒng)框圖

U74內(nèi)核是SiFive Essential系列內(nèi)核中的高性能產(chǎn)品，能夠支持 Linux 等全功能操作系統(tǒng)，非常適合需要高吞吐量、單線程性能但有功率限制的應(yīng)用，例如AR、VR、傳感器集線器、IVI 系統(tǒng)、IP 攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、游戲設(shè)備等。U74內(nèi)核對標(biāo)ARM Cortex A55，并在16 位指令支持、物理內(nèi)存保護(hù)以及內(nèi)存映射可定制性等方面取得優(yōu)勢。

除了適用于工業(yè)嵌入式和消費(fèi)電子智能等領(lǐng)域的應(yīng)用，前不久研究開發(fā)RISC-V超級計算機(jī)的博洛尼亞大學(xué)和CINECA（意大利最大的超算中心）研究團(tuán)隊還基于U74內(nèi)核打造了一款超級計算機(jī)，從側(cè)面也證明了U74內(nèi)核的能力。

而SiFive公司還擁有Performance系列內(nèi)核，其中包括最高性能的四發(fā)射無序 RISC-V 應(yīng)用處理器P650。2021年四季度，SiFive正式對外發(fā)布了 Performance P650處理器內(nèi)核，可為數(shù)據(jù)中心、移動、車載、邊緣計算等領(lǐng)域提供有力的支持。

目前，SiFive Performance P650處理器內(nèi)核是最高性能的商業(yè)許可 RISC-V 處理器IP，采用13級流水線、四發(fā)射、亂序執(zhí)行的微架構(gòu)，相較于Performance P550，性能進(jìn)一步提升了50%。并且，P650還使用了Coherent Multicore Complex 多核復(fù)合體架構(gòu)，可擴(kuò)展至16個核心。和ARM Cortex-A77相比，SiFive Performance P650處理器內(nèi)核擁有著更加出色的單位面積性能優(yōu)勢。因此，業(yè)界普遍的說法是，P650完全可以對標(biāo)ARM Cortex-A77。

MPU、CPU相較于MCU的研發(fā)門檻更高，因此產(chǎn)品爆發(fā)的潛伏周期更長，并且待完善的周邊生態(tài)更加復(fù)雜，躍昉科技NB2系列芯片的發(fā)布具有重要的意義，有“破冰”的價值，雖然很難，但相信后續(xù)會有越來越多的RISC-V產(chǎn)品出現(xiàn)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣智能等高性能領(lǐng)域，給ARM架構(gòu)的ARM Cortex-A系列產(chǎn)品帶來競爭壓力，正如基于RISC-V打造的MCU做到的那樣。

此前，RISC-V國際基金會的首席執(zhí)行官卡利斯塔·雷德蒙德表示，估計市場上已經(jīng)有100億個RISC-V核心。而ARM架構(gòu)核心單年度的出貨量就是這個數(shù)量的數(shù)倍，但隨著RISC-V架構(gòu)打開更豐富的場景，雙方在出貨量方面的差距將逐步縮小。目前，RISC-V基金會已經(jīng)成立了高性能計算特別小組，后續(xù)基于RISC-V架構(gòu)的產(chǎn)品將會逐漸入侵ARM Cortex-A系列產(chǎn)品的領(lǐng)地。