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晶心科技AndeStar™ V5发布,采用RISC-V技术提升新一代CPU性能

作者:王金旺时间:2018-04-11来源:电子产品世界收藏

近年来,作为一种新兴的开源处理器基础架构技术/标准,一度吸引众多业内人士关注,而由于其指令集精简、模块化,且易于允许扩充,其生态环境也迅速成长,包括谷歌、华为、微软、高通等许多业内知名公司都陆续加入基金会。晶心科技早在2016年就作为创始会员之一加入了基金会,并于近日,在京发布了其第一代基于RISC-V架构—— V5,并成为第一个采用 RISC-V的主流公司。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201804/378211.htm

V3架构的成熟及生态环境建设

随着电子产业产品日趋多功能化,更多厂商开始对处理器及设计平台要求更佳的整合性、延展性、设计弹性,以及高效能、低成本与低功率。这样的复杂度已经超越传统供应厂商所能提供的解决方案。晶心在自有CPU平台架构下经过几年研发及市场的耕耘,目前,其V3 CPU家族包括N7、N8/E8/S8、N9、N10、N13以及N15/D15系列都已经成熟,并得到广泛应用。

生态系统环境方面,包括许多先进的架构设计,例如能以较少的执行码达到较强运算效能的高度优化编译程序,以及CoDense™、 PowerBrake、StackSafe™通用便利功能,和客制化指令集(ACE)、数字讯号处理(DSP)、高安全性(Security)扩展指令集等应用强化单元。晶心V5 64位处理器核心IP系列产品加上64位的功能后,能符合新一代SoC设计对大于4GB以上内存寻址能力的需求,例如高容量储存设备、大型网络系统、深度学习及人工智能等应用。

晶心科技的产品在追求卓越效能的同时,也绝对强调安全性,以日前全球多家处理器发生Meltdown及Spectre安全漏洞问题为例,晶心科技全系列处理器IP皆未受到这两种攻击的影响,确认晶心客户芯片安全无虞。

V5架构= RISC-V + 晶心扩充架构

作为晶心第五代指令集架构, V5支持32位与64位处理器及RISC-V指令集架构,使开放、精简、模块化及可扩充的RISC-V架构正式进入主流SoC应用。使用AndeStar™ V5架构处理器来设计的SoC将能充分利用到晶心科技的高效能/低耗电比特性,使得在高频运作时更具优势。

简言之,AndeStar™ V5架构= RISC-V + 晶心扩充指令架构,而晶心目前的扩充架构主要包括:

1)晶心独创指令集:程序代码减少10% (降低芯片代码储存成本);

2)客制化指令 (ACE):提供工具,让客户制定应用加速的指令;

3)优化的中断处理:大幅减少实时(real-time)中断处理的时间;

4)StackSafe™:对程序堆栈的硬件保护机制, 提升除错效率。

因而,以V5为基础的32位N25与64位NX25 AndesCore™处理器性能优异,在台积电28nm HPC制程下,操作频率可超过1 GHz,提供不低于2.8 DMIPS/MHz与3.4 CoreMark/MHz的优异性能,而逻辑闸数更可分别低至30K及50K,因此,N25及NX25非常适合网络、储存及人工智能(AI)等需高速控制的各种应用。

“上市时间(time-to-market)是所有SoC设计方案的重要课题,会延迟开发进度的原因之一是直觉地去撰写RTL电路来整合各个不同IP单元,然后耗费不下于开发这些IP的时间在验证上,”晶心科技技术长兼资深研发副总经理苏泓萌博士表示,“新的AndeStar™ V5架构对嵌入式64位SoC设计提供完整的解决方案,它将RISC-V技术融入晶心科技极为成功的AndeStar™ V3 架构中,再加上CoDense™、PowerBrake、StackSafe™通用便利功能,以及ACE、DSP、Security扩展指令集,在业界标准平台添加多项晶心专有功能的整合开发环境及软件工具链、整合完成的SoC周边平台IP、客户服务及技术支等,所有这些资源都是设计团队在开发可量产的SoC时基以提高产品质量、缩短time-to-market以及降低风险的重要关键。晶心科技在开始规画AndeStar™ V5架构时,就考虑到要如何让客户一方面可以继续使用晶心累积多年建构起的完整方案,另一方面也能有效利用RISC-V快速成长中的生态系统资源,让客户的产品能充分拥有新一代指令集架构提供的优势。”

基于V5的AndesCore™ NX25于2017年第四季推出,已成功与第一家客户签约提供授权。

此外,发布会上,晶心科技还展示了包括微软、任天堂、Amazon等厂商应用了晶心的多款当下热门产品,具体见下图。



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