11月30日，由中国RISC-V产业联盟（CRVIC）、芯原微电子主办“第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛”在上海召开。赛昉科技发布了全球首款面向PC等应用的高性能RISC-V芯片——昉·惊鸿8100。
△赛昉科技资深产品总监赵晶
惊鸿8100发布，RISC-V杀向PC等高性能市场
众所周知，RISC-V架构的主要优势就在于开源、指令精简、可扩展等方面，具有非常出色的能效比，这也使得其更适用于对于能效要求较高的物联网市场。目前基于RISC-V架构的芯片绝大多数也是被应用于物联网产品当中。那么RISC-V架构能否进入到对于性能要求更高的PC等领域呢？
业界普遍认为，高性能RISC-V如果要进入这类高性能市场，需要跨过三个门槛：流水线达到10级以上、采用乱序执行和超标量、SPECint2006至少达到7/GHz。
2020年12月，国内知名的RISC-V处理器IP供应商赛昉科技就发布了当时全球性能最高的基于RISC-V的处理器内核——天枢系列处理器。资料显示，天枢系列处理器是首款商用化基于RISC-V指令集架构的64位超高性能内核，针对性能和频率做了高度的优化，具有非常优异的性能，频率可达3.5GHz@TSMC 7nm，SPECint2006 数值为31.2 @ 3.5GHz，Dhrystone 达到5.6 DMIPS/MHz，专为高性能计算应用市场而设计，可广泛应用于数据中心、PC、移动终端、高性能网络通讯、机器学习等领域。
此前，赛昉科技CEO徐滔就曾表示，“天枢处理器的出现标志着RISC-V进入了一个高性能主流应用的领域，填补了RISC-V在高性能主流应用的领域的空白。很多人都说RISC-V只是适用于AIOT领域，现在不是了。基于RISC-V的天枢处理器对标的是Arm Cortex-A76内核和英特尔i5，可以用在云端、边端的数据中心，可以用在5G通讯，可以用在人工智能，可以用在机器学习，这些都是非常高性能的计算领域。这标志着RISC-V进入高性能应用领域。”
虽然此前赛昉科技在2020年底就推出了首款高性能RISC-V IP——惊鸿7100，今年8月下旬又成功量产了惊鸿7110，并且预计明年会有十万片以上的销量。但是，这两款IP都不是基于天枢CPU内核，最新推出的惊鸿8100才是基于天枢CPU内核，并且主要面向的也是PC等方面的高性能应用。
据介绍，惊鸿8100采用12nm制程工艺，基于赛昉科技自研的天枢CPU内核，64位超高性能设计，12级流水线，超标量、深度乱序执行，支持最新的指令集，包括位操作扩展、用户级中断、向量扩展V1.0、虚拟化等，直接与Arm Cortex-A76 对标。此外，惊鸿8100在CPU架构上还采用了4个天枢大核＋2个天枢小核的多核架构（有点Arm big-LITTEL的意思），大核主频可达2GHz、小核主频则在1.5GHz。
在图形处理上，惊鸿8100还集成了GPU，应该还是Imagination的IP（但比惊鸿7110的GPU更强），支持OpenCL 1.1/1.2/2.0、OpenGL ES 3.0/3.1/3.2、VulKan 1.0；在多媒体能力方面，惊鸿8100支持H.264/265、VP9、AV1解码能力；AI方面，集成了专用的NPU内核，算力达2TOPS，支持TensorFlow等主流框架；存储接口方面支持多种高速接口、音频接口方面支持4路的数字MIC；安全方面，集成了AES、DES和一些国际通用算法之外，同时满足国密的加密算法，可以部署在国产可控和自主替代的一些应用场景；在外设扩展方面，为了适应笔记本和台式机等PC应用场景，也提供了更加丰富和灵活的扩展性接口，包括USB3.0/2.0x4、USB3.2 Gen2 TypeC、PCIe3.0 x8等。
赛昉科技资深产品总监赵晶表示，“惊鸿8100在做大小核架构的时候，我们发现这对于做高性能RISC-V CPU公司来说是非常具有挑战的一件事情。我们在8100芯片里面继承了Starlink1.0总线技术，主要目的就是为了在多核、高性能CPU处理器里面做一些同步，这是一个非常低功耗和低时延的总线。在现在的设计当中，时延可以达到13.5ns、功耗只有0.27瓦。我们会持续迭代Starlink IP。”
对于惊鸿8100的应用方向，赵晶表示基于此前详细的市场调研，将主要面向三个领域：（1）IT基础设施；（2）工业/行业领域国产化替代。比如更高端的单板电话和工控机；（3）消费领域。比如大量的出货NAS产品等。
破解生态难题
众所周知，目前在智能手机市场，主要被Arm处理器和安卓系统统治；在PC市场，则主要被x86 CPU和Windows系统所统治。而对于从未进入这两个市场的RISC-V CPU来说，即便是突破了硬件上的高性能门槛限制，达到了PC产品对于处理器性能的要求，但是还有很多软件生态方面的难题需要解决。
比如在PC应用上，需要解决操作系统及应用软件上的适配等问题，还有打印机、键盘、鼠标等外设驱动适配等问题。对此，赛昉科技也推出了惊鸿8100软件开发计划。
赵晶也表示，“我们觉得惊鸿8100下一步产品化最重要的是软件开发。一直以来赛昉科技秉承着自研、客户合作、开源社区开放和三方合作伙伴一起维护RISC-V生态的宗旨，自己会持续维护Long term support也会维护debian操作系统，我们也会通过推出开发板，鼓励社区进行多种多样的Linux等OS开发，深入包括一些OpenWRT/OperELEC等不同场景的操作应用。我们和合作伙伴进行一些关键BIOS系统开发、操作系统及应用移植等方面的工作。”
目前赛昉科技在Debian操作系统上已经做了大量的工作，比如惊鸿7110已经完成了Debian系统多媒体中间件的开发，下一步主要工作是基于这些中间件和驱动适配，以及一些主要的应用，比如浏览器、Office等，都需要进行了更好的开发和适配。
据芯智讯了解，惊鸿8100将会在明年二季度流片。
编辑：芯智讯-浪客剑
