壹.?RISC-V的簡單介紹

RISC-V（念做 Risk-Five）是一種起源于UC Berkeley大學，具有High Quality（高質(zhì)量）、No license fee（無授權(quán)費）、No Royalty（無權(quán)利金）等主要特點的RISC ISA（指令集架構(gòu)標準）。

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RISC-V標準是由非營利性組織RISC-V基金會維護。RISC-V ISA適用于從微控制器到超級計算機的各種計算體系。在現(xiàn)今的RISC-V業(yè)界已經(jīng)有了很多商用及開源的CPU core，工業(yè)界及學術界都在迅速采用該指令集架構(gòu)，更重要是獲得越來越多高速成長且用戶共享的軟件生態(tài)支持。更有趣的是，RISC-V生態(tài)是一個不斷演進的，開放，靈活共生的社區(qū)型“生命體”。

貳. RISC-V究竟有何不同之處

1.簡潔

相較于其它商用的ISAs，RISC-V ISA要小很多

2.從零開始的設計

明確的分離了User及privileged ISA

具有避免對micro-architecture及技術依賴性的特征

3.為了擴展性及客制化而設計的模塊化ISA

小的標準化基本ISA，在此基礎上具有多種標準的擴展

用于大量opcode space的sparse和variable-length instruction encoding

4.穩(wěn)定性

基本及標準擴展ISA是固定不變的

通過可選擴展而非更新ISA的方式來增加指令

5.通過社區(qū)進行設計

由領先的行業(yè)或?qū)W術專家以及軟件開發(fā)者組成的社區(qū)進行設計

BITMAIN發(fā)布的Sophon BM1880芯片

BM1880是一個Coprocessor，在實際應用時需要和類似Camera SoC這樣的Host進行連接，數(shù)據(jù)通過USB或者Ethernet進行傳輸，Edge Inference可以在BM1880上完成。應用場景主要是Camera（攝像頭），Robot（機器人），Drone（無人機）。該SoC晶片的的主要組成模塊為：

1.雙核ARM A53處理器

2.單核64bit RISC-V處理器

3.16/32bit, 1866/3200MHz, DDR3/LPDDR3/DDR4/LPDDR4

4.TPU: 運算能力達到1 TOPS@INT8，Winograd convolution達到2 TOPS

5.On chip memory size：2MB

6.Video Decoder/Image Codec/VPP：支持2 ways 1080p@30fps H264 decode; JPEG Encode/Decode; Hardware video processing

7.Interface: Ethernet and USB3.0用于視頻數(shù)據(jù)的傳輸

讓我們來分析一下，BM1880使用的RISC-V core，采用了單核64bit CPU core，按照實際應用選擇的ISA為RV64 IMAFDC， 最高頻率達到1GHz，16KiB L1 I-Cache/16KiB L1 D-Cache， RISC-V CPU和VAD （Voice Automatic Detection）模塊配合使用，提供很好的低功耗及VAD的硬件加速能力。我們進一步來分析，RISC-V的模塊化，靈活配置的ISA究竟能夠給BM1880帶來什么好處。

1.選擇了M extension ISA是因為，M extension提供了整數(shù)乘法及除法運算能力，能提供高性能的乘法及除法運算的硬件加速功能；

2.選擇A extension是因為應用的軟件以及操作系統(tǒng)需要CPU支持Atomic Operation（原子操作）；

3.選擇同時支持F及D extension是因為需要用到單精度及雙精度浮點運算能力；

4.選擇C extension是因為可以能夠通過該壓縮指令擴展，在編譯器編譯代碼時得到更高的code density（代碼密度）和更高的運行效率；

拾. 總結(jié)

RISC-V ISA在當前的行業(yè)應用中，主要是嵌入式應用為主，在嵌入式應用中，由以用于邊緣計算設備為主，邊緣設備的AI及Inference（推理）深度結(jié)合的設計架構(gòu)，在未來很長一段時間內(nèi)，都將是保持高增長的趨勢，這是RISC-V技術與Edge Computing最好的結(jié)合點，我們可以預期在2019年RISC-V將Vector Extension ISA 標準批準通過后，有更多的Core以及軟體出現(xiàn)，將更有利于邊緣計算晶片PPA和靈活度的提升，一定將助力其更上一層樓。