RISC-V不断扩大的足迹

Codasip首席技术官Zdenek Prikryl与半导体工程公司坐下来讨论了RISC-V市场，在这个市场上，开放指令集架构(ISA)正在普及，以及使用这项技术面临的最大挑战是什么。

SE：您认为RISC-V的价值在哪里？是针对现成处理器还是针对更多定制组件？

Prikryl：几年前，RISC-V主要用于嵌入式应用。我们的客户很谨慎，但他们确实意识到了RISC-V的价值，因为它开放的ISA和自定义的自由。大约18个月前，我们开始听到更多关于支持Linux的内核的问题，这些内核要复杂得多。我们现在也看到更多围绕人工智能核心的活动。如果你看看欧洲处理器倡议(European Processor Initiative)，它们被用于协同处理，特别是矢量处理，而且它不会止步于此。我相信你也会看到Android被移植到RISC-V上，但这需要一些时间。如果你看看RISC-V社区，它是从小的嵌入式内核开始的。它已经升级到支持Linux的内核，并且正在转向多处理器系统中非常复杂的向量加速器。它也不会止步于此。无论何时需要处理器，您都可以使用RISC-V。

SE：人工智能真的为RISC-V开辟了一个全新的世界，对吗？一切都处于不断变化的状态，有很多定制的应用程序。

没错，RISC-V ISA被设计成可扩展的。在人工智能的情况下，这是一个很好的选择。几种不同的发动机已经制造出来，将来也会制造出来。

SE：由于贸易限制，另一个为人工智能开放的市场是中国。因此，中国开始发展独立的供应链。这对RISC-V有什么作用？

Prikryl：由于RISC-V的开放ISA和微体系结构实现不受限制，你可以看到很多中国初创企业、大公司和开源公司已经或正在从零开始设计RISC-V处理器。有了RISC-V，我们在大学里看到了很大的吸引力，人工智能也是RISC-V的领先应用领域之一。

普里克里尔：概念很好，这是RISC-V的另一个机会。这是相当新的。我们还没有看到有那么多的活动围绕着这一点。这很可能会发生，但很难说是什么时候。

谢尔盖：你还在哪些地方看到了巨大的机遇？什么，从市场的角度来看，这对你来说是如何细分的？

普里克瑞尔：中国现在真的很活跃。事实上，它是目前最活跃的地区。有了RISC-V，我们在大学和公司看到了很大的吸引力。几乎每家公司都有某种RISC-V战略。他们要么已经采用了RISC-V，要么计划很快采用RISC-V。从地理角度来看，下一个是北美。美国相当活跃。你可以在人工智能领域看到使用RISC-V的初创公司，因为你需要进行某种定制，而RISC-V在这方面定位非常好。欧洲也很强大，特别是在大学方面。最后但同样重要的是，在以色列和日本等地也有活动，尽管没有中国或美国那么多。

Prikryl：到目前为止，我们对某些领域非常感兴趣，包括图像传感器、视频处理器、音频处理、AI/ML，以及用于调制解调器和无线通信的DSP。这将不仅仅是一个垂直市场。它将是相当宽广的。因此，当您需要一些计算能力时-无论是小型MCU还是大型向量机-您都可以使用RISC-V。我们不专注于任何特定的垂直领域，因为我们试图尽可能地广泛。多亏了我们正在使用的方法，我们才能做到这一点。我们的处理器不一定要绑定到任何特定的域。

SE：您是否发现人们正在使用RISC-V进行测试，然后转而使用不同的处理器？还是他们要和RISC-V一起住？

Prikryl：我们有一个评估计划，很明显，客户不仅在测试我们的RISC-V，而且还在测试其他供应商的RISC-V和其他处理器架构。在某些情况下，他们意识到其他处理器架构有一些RISC-V还没有的好处。另一方面，相当多的客户也意识到在RISC-V的情况下有好处。我认为RISC-V不会完全排斥其他架构。其他架构肯定会在未来出现。但RISC-V将夺走他们的部分市场份额。

SE：而且，越来越多的设计正在变得多样化。所以你可能在RISC-V核心旁边有一个ARM核心，对吗？

Prikryl：欧洲处理器计划的设计与您提到的一模一样。他们有一个ARM核心作为主要的应用处理器，然后他们有RISC-V加速器。这是一个异构系统。您只想将RISC-V放在有意义的地方-例如，因为矢量扩展。可能有其他处理器针对某些应用程序进行了更多调整，如用于DSP的CEVA。我认为我们最终不会只有RISC-V处理器，但我们会在很多地方看到RISC-V。

SE：你在5G和一些汽车等新市场找到机会了吗？他们开始关注RISC-V了吗？

普里克瑞尔：是的，我们在汽车市场有几条线索。人们已经开始询问关于RISC-V的问题，但这并不意味着他们现在就会把RISC-V应用到汽车上。他们正在调查他们在几年内能做些什么。汽车行业采用新技术的速度很慢，我们还需要一段时间才能看到生产设备。但涉及汽车行业的公司已经开始询问我们能做些什么，以及我们是否可以在未来几年内合作实现这一目标。

SE：那么让我们深入研究一下这里的一些技术，看看背后的情况。Codasip是如何使用RISC-V进入市场的，您在代码库中增加了什么？

Prikryl：Codasip最初是一家EDA公司，提供处理器设计工具。使用这些工具，您不仅可以设计RISC-V，还可以设计您想要的任何架构。但在2015年初，当RISC-V开始成为真正的东西时，我们抓住了机会，开始实施RISC-V核心。那一年我们有了第一个版本，从那以后，我们从小型、高能效的微控制器开始，创建了一系列符合RISC-V标准的处理器，现在我们正在研究支持Linux的多核处理器。

普里克瑞尔：是的，我们就是从那里开始的。从那里我们创造了一个处理器，它对真正的高通量、高频率、人工智能/机器学习类型的东西很有用。在那之后，我们开始看到对Linux的需求，所以我们创建了一个支持Linux的内核，现在我们正在转向多处理器系统和大型向量。安第斯山脉和SiFive等其他供应商也做了类似的事情。他们也在从一个小的MCU向更大的MCU进军。我们的不同之处在于，如果您需要添加特殊IP，您可以使用我们背后的EDA方法来实现。我们拥有的每个IP都是使用我们的EDA工具进行描述或设计的。如果客户需要更改ISA(例如，如果您想要加速某些计算)，则客户可以自己向该扩展添加某些指令，因为他们有执行此操作的工具。它们可以轻松地添加关键区别，不仅是在ISA级别，而且在微体系结构级别也是如此。如果需要添加一些安全功能或微体系结构调整，也可以这样做。我们不会限制ISA的自定义。你几乎可以用这个设计做任何你想做的事。这正是我们的客户喜欢的。例如，他们可以将基线的BK核心与一些AI引擎连接在一起，然后为AI开发一个非常好的解决方案。或者，他们可以采用入门级BK3，将其限制在最低限度，然后添加几条特殊指令来控制设计中的某些内容。而且，从功率或代码密度的角度来看，它们可以拥有真正的最佳解决方案。因此，香草、现成、核心的组合加上进行一些定制的选项是独一无二的。

SE：EDA是一个有趣的起点，因为它可以让您了解如何构建、验证和测试这些设备。真正为RISC-V定制的工具供不应求。

普里克瑞尔：是的，测试和验证是非常重要的。我们需要确保交付经过充分验证的核心。多亏了EDA技术，我们还能够验证扩展，并确保您不会损坏任何东西。例如，有一个生成器实际生成UVM环境，用户可以操作该生成器来检查一切是否正常工作。您可以进行定制，但是您也有一个框架或方法来测试和验证一切是否正常。

SE：与ARM核心相比，验证RISC-V核心有什么独特之处？

Prikryl：无论ISA如何，每个处理器设计都需要有一个全面的功能验证计划。对于如何实现ISA，每个RISC-V供应商都有不同的方法，但是您需要验证所有内容。例如，取数单元是否正常工作？

SE：不过，如果您使用的是ARM内核，那么您几乎就知道它会起作用。使用RISC-V内核，您可能需要进行大量定制。所以你确实需要确保它会起作用，对吗？

普里克瑞尔：是的。如果你取一个标准的核心，它基本上是相同类型的验证。但是，如果您要向其中添加自定义，那么您需要一个框架来帮助您检查是否一切正常，没有任何损坏。我们有一个支持这一点的工具集，我们也在内部使用它。

SE：当您进行这一级别的定制时，设计到验证的流程有哪些变化？您所做的更改与标准核心有所不同。现在，你如何确保它们都起作用呢？

Prikryl：首先，它必须符合RISC-V。它需要通过符合性测试套件。然后，如果您有自定义扩展，则需要进行直接测试和/或生成随机序列来验证扩展。

SE：通常情况下，人工智能设计正在进行中。它们会随着时间的推移进行优化，算法也会发生变化，而使用RISC-V时，ISA也会更新。这一切对设计有何影响？

普里克瑞尔：我们可以很快做出改变。去年，我们与一家总部位于美国的公司合作，让代码变得更小、更密集，因为标准的C扩展并不像它应该的那样好。我们查看了ISA，并提出了紧凑指令的新选项。我们在两天内进行了第一次设计空间探索，并获得了良好的结果，并在RISC-V峰会上展示了它。设计空间探索在这一点上很重要，特别是对于人工智能来说，就像你提到的那样，那里的一切都在移动。你需要能够在短时间内进行设计探索。这使我们能够非常有效地跟踪移动的目标。

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