香山處理器要來(lái)了，中科院自研芯片瞄準(zhǔn)14nm 自研RISC-V架構(gòu)

近日，中科院計(jì)算所介紹了RISC-V發(fā)展以及中科院RISC-V開(kāi)源處理器“香山”等相關(guān)情況。據(jù)悉，香山第二代南湖架構(gòu)計(jì)劃將在2023年第一季度流片，目標(biāo)瞄準(zhǔn)14nm，2GHz，SPEC 2006預(yù)計(jì)得分能夠達(dá)到20左右。要知道，香山是目前國(guó)際范圍內(nèi)性能表現(xiàn)最好的開(kāi)源RISC-V處理器內(nèi)核架構(gòu)，而且采用了香山經(jīng)典核+香山高性能核的“兩核”式發(fā)展目標(biāo)，在拓展性與靈活性方面有著出色表現(xiàn)。

“很多人對(duì)RISC-V的印象還停留在低端應(yīng)用，其實(shí)不然。RISC-V具有精簡(jiǎn)、開(kāi)放、可定制的特性，采用該指令集架構(gòu)設(shè)計(jì)芯片，可以靈活組合及拓展多元的功能模塊，滿足不同客戶的中高端應(yīng)用需求。同時(shí)，RISC-V芯片在能效及綜合成本方面也有著更優(yōu)的表現(xiàn)?！辟悤P科技CEO徐滔稱。

中國(guó)工程院院士倪光南此前在2022云棲大會(huì)上就曾表示：“開(kāi)源模式已從軟件領(lǐng)域走向硬件領(lǐng)域。RISC-V降低了進(jìn)入芯片行業(yè)的門檻，也符合未來(lái)萬(wàn)物智能時(shí)代的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)要爭(zhēng)取在萬(wàn)物互聯(lián)的新時(shí)代，使得RISC-V發(fā)展成為世界主流CPU架構(gòu)，形成x86、Arm和RISC-V三分天下的格局?！?

由于RISC-V是一個(gè)面向未來(lái)的非常年輕的新架構(gòu)，其內(nèi)部采用的是模塊化、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，這也就意味著，參與者在創(chuàng)新上擁有很大的自由度，只要增加相應(yīng)的模塊，就能夠擴(kuò)展到移動(dòng)、桌面、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，并且在AI、安全等很多方面，相比傳統(tǒng)架構(gòu)更具天然優(yōu)勢(shì)。

隨著RISC-V架構(gòu)的持續(xù)演進(jìn)，以及越來(lái)越多的芯片廠商及上下游產(chǎn)業(yè)鏈廠商的加入，RISC-V在站穩(wěn)了物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)之后，也正加速向移動(dòng)端、PC及服務(wù)器市場(chǎng)擴(kuò)展。

安全性是生態(tài)系統(tǒng)中的增長(zhǎng)領(lǐng)域之一，無(wú)論是開(kāi)發(fā)工具和加密核，還是芯片本身的安全性。

Codasip的CMO Rupert Baines認(rèn)為，在安全性方面，采用RISC-V的芯片具有明顯的優(yōu)勢(shì)，部分原因是它基于開(kāi)源代碼。他說(shuō)：“陽(yáng)光是最好的消毒劑。所以人們更強(qiáng)調(diào)觀察、檢查。最終，安全性取決于架構(gòu)是如何實(shí)現(xiàn)的。有些系統(tǒng)會(huì)非常糟糕，而有些系統(tǒng)會(huì)非常非常好?！?

Codasip最近收購(gòu)了Cerberus Security Labs。Baines表示，Codasip正在將Cerberus的IP集成到Codasip的產(chǎn)品中，這樣客戶就可以快速創(chuàng)建安全的RISC-V處理器設(shè)計(jì)。

進(jìn)迭時(shí)空的第一代RISC-V融合計(jì)算處理器核X100在通用計(jì)算能力和面向應(yīng)用的融合計(jì)算能力上，均取得了重大突破。X100的通用計(jì)算性能超過(guò)Arm A75，在AI應(yīng)用、視覺(jué)應(yīng)用、機(jī)器人應(yīng)用等方面則大幅領(lǐng)先Arm A76。

鑒于上述在通用計(jì)算能力和融合計(jì)算能力上的突破，X100非常適合用于邊緣服務(wù)器、高端智能機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等場(chǎng)景。雖然市面上不乏RISC-V的計(jì)算核心，但能落地和商用的國(guó)產(chǎn)高性能RISC-V核仍十分稀缺，X100 無(wú)論在規(guī)格、性能、融合算力上均達(dá)到了國(guó)內(nèi)的新高度。

IP廠商Imagination在今年夏季，推出了其首款商用RISC-V內(nèi)核，用于片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)。IMG RTXM-2200是一款可授權(quán)的32位嵌入式實(shí)時(shí)處理器，具有高達(dá)128KB的緊密耦合存儲(chǔ)器，用于指令和數(shù)據(jù)。這確保了確定性響應(yīng)和高達(dá)128KB的1級(jí)緩存大小以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的性能。

英特爾是今年2月宣布加入正式加入RISC-V International標(biāo)準(zhǔn)組織，成為其Premire高級(jí)會(huì)員。自加入后，英特爾也開(kāi)始了大動(dòng)作，宣布與西班牙超算中心聯(lián)合,掏出4億歐元(約合28.5億元),在10年內(nèi)開(kāi)發(fā)出基于RISC-V的超算CPU。

既然RISC優(yōu)勢(shì)這么明顯，那是不是RISC必然會(huì)替代所有CISC指令集了呢?

并沒(méi)有，與CISC相比，RISC指令集也有自身不足。雖然RISC指令較為簡(jiǎn)單，但其本身?yè)碛械闹噶钶^少，在完成某些任務(wù)的時(shí)候需要執(zhí)行更多指令，這也使得RISC在編譯時(shí)代碼長(zhǎng)度要顯著長(zhǎng)與CISC，因此也需要占用更多內(nèi)存，編譯難度也會(huì)增加。