晶心科技AndeStar? V5發(fā)布，采用RISC-V技術(shù)提升新一代CPU性能

近年來(lái)，RISC-V作為一種新興的開(kāi)源處理器基礎架構技術(shù)/標準，一度吸引眾多業(yè)內人士關(guān)注，而由于其指令集精簡(jiǎn)、模塊化，且易于允許擴充，其生態(tài)環(huán)境也迅速成長(cháng)，包括谷歌、華為、微軟、高通等許多業(yè)內知名公司都陸續加入RISC-V基金會(huì )。晶心科技早在2016年就作為創(chuàng )始會(huì )員之一加入了RISC-V基金會(huì )，并于近日，在京發(fā)布了其第一代基于RISC-V架構——AndeStar? V5，并成為第一個(gè)采用 RISC-V的主流CPU IP公司。

V3架構的成熟及生態(tài)環(huán)境建設

隨著(zhù)電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品日趨多功能化，更多廠(chǎng)商開(kāi)始對處理器及設計平臺要求更佳的整合性、延展性、設計彈性，以及高效能、低成本與低功率。這樣的復雜度已經(jīng)超越傳統供應廠(chǎng)商所能提供的解決方案。晶心在自有CPU平臺架構下經(jīng)過(guò)幾年研發(fā)及市場(chǎng)的耕耘，目前，其V3 CPU家族包括N7、N8/E8/S8、N9、N10、N13以及N15/D15系列都已經(jīng)成熟，并得到廣泛應用。

生態(tài)系統環(huán)境方面，包括許多先進(jìn)的架構設計，例如能以較少的執行碼達到較強運算效能的高度優(yōu)化編譯程序，以及CoDense?、 PowerBrake、StackSafe?通用便利功能，和客制化指令集(ACE)、數字訊號處理(DSP)、高安全性(Security)擴展指令集等應用強化單元。晶心V5 64位處理器核心IP系列產(chǎn)品加上64位的功能后，能符合新一代SoC設計對大于4GB以上內存尋址能力的需求，例如高容量?jì)Υ嬖O備、大型網(wǎng)絡(luò )系統、深度學(xué)習及人工智能等應用。

晶心科技的產(chǎn)品在追求卓越效能的同時(shí)，也絕對強調安全性，以日前全球多家處理器發(fā)生Meltdown及Spectre安全漏洞問(wèn)題為例，晶心科技全系列處理器IP皆未受到這兩種攻擊的影響，確認晶心客戶(hù)芯片安全無(wú)虞。

AndeStar? V5架構= RISC-V + 晶心擴充架構

作為晶心第五代指令集架構，AndeStar? V5支持32位與64位處理器及RISC-V指令集架構，使開(kāi)放、精簡(jiǎn)、模塊化及可擴充的RISC-V架構正式進(jìn)入主流SoC應用。使用AndeStar? V5架構處理器來(lái)設計的SoC將能充分利用到晶心科技的高效能/低耗電比特性，使得在高頻運作時(shí)更具優(yōu)勢。

簡(jiǎn)言之，AndeStar? V5架構= RISC-V + 晶心擴充指令架構，而晶心目前的擴充架構主要包括：

1）晶心獨創(chuàng )指令集：程序代碼減少10% (降低芯片代碼儲存成本)；

2）客制化指令 (ACE)：提供工具，讓客戶(hù)制定應用加速的指令；

3）優(yōu)化的中斷處理：大幅減少實(shí)時(shí)(real-time)中斷處理的時(shí)間；

4）StackSafe?：對程序堆棧的硬件保護機制, 提升除錯效率。

因而，以V5為基礎的32位N25與64位NX25 AndesCore?處理器性能優(yōu)異，在臺積電28nm HPC制程下，操作頻率可超過(guò)1 GHz，提供不低于2.8 DMIPS/MHz與3.4 CoreMark/MHz的優(yōu)異性能，而邏輯閘數更可分別低至30K及50K，因此，N25及NX25非常適合網(wǎng)絡(luò )、儲存及人工智能（AI）等需高速控制的各種應用。

“上市時(shí)間（time-to-market）是所有SoC設計方案的重要課題，會(huì )延遲開(kāi)發(fā)進(jìn)度的原因之一是直覺(jué)地去撰寫(xiě)RTL電路來(lái)整合各個(gè)不同IP單元，然后耗費不下于開(kāi)發(fā)這些IP的時(shí)間在驗證上，”晶心科技技術(shù)長(cháng)兼資深研發(fā)副總經(jīng)理蘇泓萌博士表示，“新的AndeStar? V5架構對嵌入式64位SoC設計提供完整的解決方案，它將RISC-V技術(shù)融入晶心科技極為成功的AndeStar? V3 架構中，再加上CoDense?、PowerBrake、StackSafe?通用便利功能，以及ACE、DSP、Security擴展指令集，在業(yè)界標準平臺添加多項晶心專(zhuān)有功能的整合開(kāi)發(fā)環(huán)境及軟件工具鏈、整合完成的SoC周邊平臺IP、客戶(hù)服務(wù)及技術(shù)支等，所有這些資源都是設計團隊在開(kāi)發(fā)可量產(chǎn)的SoC時(shí)基以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短time-to-market以及降低風(fēng)險的重要關(guān)鍵。晶心科技在開(kāi)始規畫(huà)AndeStar? V5架構時(shí)，就考慮到要如何讓客戶(hù)一方面可以繼續使用晶心累積多年建構起的完整方案，另一方面也能有效利用RISC-V快速成長(cháng)中的生態(tài)系統資源，讓客戶(hù)的產(chǎn)品能充分擁有新一代指令集架構提供的優(yōu)勢?！?/p>

基于V5的AndesCore? NX25于2017年第四季推出，已成功與第一家客戶(hù)簽約提供授權。

此外，發(fā)布會(huì )上，晶心科技還展示了包括微軟、任天堂、Amazon等廠(chǎng)商應用了晶心CPU IP的多款當下熱門(mén)產(chǎn)品，具體見(jiàn)下圖。