成立仅三年的企业，如何成为本土RISC-V产业生态的促进者
电子发烧友网报道（文/周凯扬）2021年6月21日，芯来科技完成了完成了新一轮的融资，这也是芯来在一年连续获得的第三次资本加持。那么芯来一个才创立三年的RISC-V IP公司，如何能够频频受到资本的青睐呢？
其实国内的RISC-V生态起步相对较晚，SiFive因为其先天优势率先开启了相关IP的研发，Codasip也紧随其后，中国台湾的晶心科技也迅速转型RISC-V，而大陆却迟迟没有出现对应的IP厂商，直到芯来和平头哥等厂商的出现。宣布完成新一轮融资的同日，芯来科技展开了本土RISC-V产业生态研讨会，与其合作伙伴一起探讨当前RISC-V在各个领域的应用和发展。
芯来科技执行总裁彭剑英博士在会上提到，国产自主CPU一直是国内产业人员的痛。虽然已经有了自建的指令集架构实现了自主可控，但生态难以繁荣，市占率几乎为零。而x86和ARM的仍在采取授权模式，缺乏底层技术的自主权。而RISC-V的出现是实现自主可控的历史新机遇，其开放性和可扩展性尤其契合了当前AIoT时代应用定义芯片的趋势。RISC-V的市场预计 / Semico Research根据Semico Research给到的数据，预计2025年采用RISC-V架构的芯片将实现624亿颗的出货量。从2019到2025年的年复合增长率（CAGR）高达146.2%。彭剑英提到，也许这个数字有些乐观，但从现在的趋势看来，100%以上的CAGR是完全可实现的。芯来目前已经有了从100系列到900系列的多条IP产品线，在6月22日的芯来科技峰会上还会发布全新更高性能的IP新品。彭剑英在会上也给出了芯来下一个三年的愿景：推出更高性能的通用RISC-V CPU IP和更丰富的垂直领域RISC-V CPU IP，提供更完整的子系统自研IP矩阵和更敏捷的SoC软硬件解决方案。而未来的30年内，芯来科技将继续致力于成为一家伟大的CPU平台公司。
RISC-V虽然是一个开放的ISA，却一直缺乏一个类似于Arm CMSIS的接口标准，为此芯来推出了自己的嵌入式软件接口标准NMSIS。NMSIS为芯来的RISC-V处理器提供了一套封装了处理器底层操作、DSP算法库等的软件框架，不仅降低了开发难度，也降低了TTM产品上市时间。当前中移物联也已在其产品中引入了这一接口标准。芯来还为开发者提供了开源的软件开发平台Nuclei SDK，如此一来开发者可以在裸机或支持的RTOS搭建应用开发环境。针对开发工具，芯来也为开发者提供了Nuclei Studio这样基于Eclipse的开发环境，也支持Segger Embedded Studio和PlatformIO IDE等开发工具。芯来RISC-V IP支持的工具和软件平台 / 芯来科技如果采用UX600、UX900或后续的高性能64位RISC-V IP，芯来还准备了Nuclei Linux SDK。该SDK基于Makefile编译系统，且支持新的Linux Kernel 5.10版本。在Freeloader中集成了简易Loader、OpenSBI以及Uboot启动软件。芯来在Linux SDK上同样选择了开源，托管至GitHub和码云等平台上。
中移物联网有限公司集成电路创新中心总经理肖青介绍当前IoT市场的机遇和挑战。首先，5G的驱动下，物联网连接数猛增，从2020年底到2025年底，同期用户规模将从0.42亿猛增至12.84亿。而国内在物联网芯片上，只在安全芯片上实现了比较高的国产化，而通信芯片、MCU和传感器芯片依然以国外厂商为主，或是无法占据高端产品市场。而当前IoT依然面临着高集成度、低功耗和操作系统开放性等挑战，中移物联评估了RISC-V内核和Arm M4内核，进行了Dhystone、Coremark等一系列测试比较，最后发现芯来RISC-V内核在性能、DSP指令和缓存配置上完全满足了MCU、NB-IoT等芯片系统的应用需求。中移物联将其芯片业务部门设立为三级公司“芯昇科技”，目前在规划的NB-IoT、LTE-CaT1蜂窝通信芯片，以及安全MCU和大容量MCU，都已经部署了基于RISC-V内核的物联网芯片研发工作。
飞思灵微电子作为一家专注于光通信领域芯片研发的公司，在信息安全产品上也选择了RISC-V。飞思灵微电子总经理杨志勇在会上介绍了RISC-V在安全上的“先天”与“后发”优势。闭源和授权IP往往会面临突发的安全问题，比如在前段时间在Intel和AMD的x86处理器和Arm处理器上发现的Spectre漏洞。而RISC-V在安全方面的最大优势在于开放开源，基金会内有专门的的安全部门，构建了一套从模型、ISA、架构与软硬件协同实现的安全体系，旗下300多的会员单位和诸多科研人员都在完善其安全特性。而ISA的灵活可扩展性，也为新安全特性提供了更好的兼容性。而在后发优势上，RISC-V已经有了TEE可信执行环境、信任根和安全启动等成熟的安全特性，从软硬件层面全面保护信息安全。为此，飞思灵微电子打造了基于RISC-V的后量子加密H/S协同设计。通过这一设计，算法在密钥生成、签名和验签过程分别加速了54.1倍、42.8倍和17.5倍。而且由于RISC-V内核的可扩展和可裁剪特性，其资源消耗要小于硬件加速器。基于RISC-V的汽车硬件安全模块 / 飞思灵微电子飞思灵微电子同样基于芯来的N200系列RISC-V内核打造了汽车硬件安全模块，通过后量子加密和现有加密算法，配合硬件加速高效兼容现有的系统和设备。根据汽车ECU不同的安全、成本需求，还可以提供多安全等级的PQC安全架构。除此之外，飞思灵微电子打造的国产化交换芯片轩辕1030M也用到了芯来的UX600系列内核，提供8端口的千兆电PHY、2端口的万兆光口和4端口的千兆光口。该芯片支持30Gbps的非阻塞限速转发，通过万兆光口QSGMII/O-USGMII方式进行端口扩展，最多可支持28个业务端口。当前飞思灵微电子已计划用芯来的RISC-V内核打造符合东风汽车业务需求的车规MCU，并在中国信科的交换机和边缘计算服务器中用上RISC-V。
知存科技是国内率先以RISC-V架构打造存算一体芯片的企业，6月10日，知存科技也完成了亿元的A3轮投资，由飞图创投领投，万魔声学和科宇盛达等新老资本跟投。知存科技将利用这笔资金加大技术研发，扩充产品线并投入新产品量产。知存科技CEO王绍迪提到，当前的先进工艺成本过高，并不适合分散的AIoT市场。而知存科技作为芯来的合作伙伴，发掘了RISC-V的潜力。在去年底发布的WTM2101芯片上，知存科技用到了芯来科技的N307 RISC-V IP，并实现了mW级以下的功耗。王绍迪介绍到，在向量矩阵乘法中采用存算一提的模拟计算方式，原来需要2500晶体管完成了8位乘加法运算只需要单个存储单元完成，而且这种形式可以并行完成整个矩阵的运算，效率提高50-100倍。WTM2101芯片采用了WLCSP的极小封装，功耗只有50uA到20mA，却可以实现50Gops的AI算力，支持1.8M的模型参数，非常适合可穿戴设备的语音识别、语音增强和物体识别等AIoT算法。据了解，这款芯片将在今年第四季度开始量产。
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