借勢RISC-V的“東風(fēng)”，晶心科技實現(xiàn)70%高速增長

2019 年，對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上下游的所有廠商，這一年可謂機遇和挑戰(zhàn)并存，但是也有一些公司逆勢取得了亮眼的成績，晶心科技就是其中一家。在參加與非網(wǎng)年終專題《回顧 2019，展望 2020》時，晶心科技總經(jīng)理林志明介紹，“晶心科技在 2019 年整體營收表現(xiàn)亮眼，較 2018 年大幅成長 70%。其中，截至 2019 年第三季，統(tǒng)計美國業(yè)績的貢獻度占比提升至 30%；若以應(yīng)用領(lǐng)域來看，以人工智能(AI)的業(yè)績貢獻度最高，占所有簽約項目之一半?！?/p>

晶心科技總經(jīng)理林志明

從容應(yīng)對兩大挑戰(zhàn)，實現(xiàn)70%高速增長

晶心科技在 2019 年主要面臨兩大挑戰(zhàn)，第一，進入低階微處理器市場的設(shè)計公司眾多、良莠不齊，競爭激烈。為了做出市場區(qū)隔，晶心未來將放眼高階市場，將研發(fā)及推廣主力投注于更高階的處理器；第二，由于晶心產(chǎn)品的廣度持續(xù)提升，研發(fā)人力的需求不斷增加，但資深研發(fā)人才不易覓得，這可能是短期內(nèi)難以解決的挑戰(zhàn)。

“2019 年，盡管芯片市場并不景氣，晶心以快速推出產(chǎn)品以及快速移往高階產(chǎn)品來因應(yīng)，因此在 2019 年仍然獲得 70%的高度成長，并會持續(xù)以此策略向未來邁進。” 林志明解釋，“對于 2020 年的市場變化，我們?nèi)匀怀掷m(xù)關(guān)注 AI、互聯(lián)網(wǎng)、云運算、邊緣運算、車載電子、5G 通信，以及安全性的應(yīng)用需求，目前這幾項也都是客戶反饋迫切需求的應(yīng)用。我們近期宣布的三項產(chǎn)品都已針對此方向提供解決方案，包括 27 系列、45 系列以及 Vector。在安全性的部分，RISC-V 基金會的安全委員會也特別關(guān)注，相信會在短期內(nèi)修訂并確定規(guī)格，一旦規(guī)格確定后，晶心也將推出主打安全性的 RISC-V CPU 解決方案。另外針對車用電子功能安全國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 26262 的規(guī)定，晶心也已著手開發(fā)相關(guān)解決方案。”

重點布局AI、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場，推動RISC-V陣營發(fā)展

放眼 2020 年，業(yè)界普遍看好 AI、自動駕駛、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等熱點領(lǐng)域，在 AI 方面，晶心現(xiàn)有的產(chǎn)品以及實際的成績在 AI 的應(yīng)用方面已獲得極佳的成績與回響。晶心的微處理器核心以及 ACE 產(chǎn)品線已經(jīng)對客戶開發(fā) AI 的芯片有非常大的幫助。目前晶心科技的 AI 應(yīng)用的客戶中，除了邊緣運算以外，更已深入到數(shù)據(jù)中心跟服務(wù)器的應(yīng)用。有的客戶在一個芯片里面嵌入了超過 256 個晶心的微處理器核心，或是超過 1,000 個微處理器核心，這樣的應(yīng)用也已經(jīng)出現(xiàn)并成為事實。在此基礎(chǔ)上，晶心科技最近推出了 27 系列、 45 系列以及向量處理器系列，正是特別為 AI 而準(zhǔn)備。

此外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也會特別重視安全，而晶心已和全球十家以上的安全解決方案供貨商結(jié)盟，攜手提供安全性解決方案，協(xié)助客戶實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

2020 年，晶心科技將持續(xù)布局 AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G、車用電子等熱點領(lǐng)域，并著眼高階處理器市場，其中最新宣布的 AndesCore 27 系列及 45 系列處理器核心皆將于 2020 年第一季正式量產(chǎn)授權(quán)。對于 2020 年的期待，晶心則持續(xù)以保持高度成長為目標(biāo)。

林志明指出，“晶心作為 RISC-V 基金會創(chuàng)始成員，將其多年在嵌入式 CPU 開發(fā)和支持多樣化應(yīng)用的豐富經(jīng)驗應(yīng)用于提升 RISC-V 指令集架構(gòu)，并積極投入業(yè)界盛事，并于兩岸和美國硅谷主辦多場 RISC-V CON 論壇，與生態(tài)系伙伴共同推廣 RISC-V。近日晶心科技晉升為白金會員(Platinum Member)，并承諾將投入更多資源在 RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)中，同時推出進階的處理器解決方案，豐富 RISC-V 產(chǎn)品線，實現(xiàn)推動 RISC-V 成為處理器主流的愿景?！?/p>

晶心科技打造了強大的RISC-V產(chǎn)品陣容

為了滿足全球嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用需求，晶心科技致力成為創(chuàng)新高效能、低功耗 32 及 64 位處理器核心和相關(guān)開發(fā)環(huán)境的世界級創(chuàng)建者，近年積極推廣 RISC-V 開源指令集架構(gòu)，將研發(fā)嵌入式處理器 IP 近 15 年的豐富經(jīng)驗結(jié)合 RISC-V 技術(shù)，推出 AndeStar V5 架構(gòu)以及多樣的 V5 系列 RISC-V 處理器。

在 2019 年，晶心進一步推出更為豐富、強大的 RISC-V 產(chǎn)品陣容，包括：

AndesCore RISC-V多核心處理器A25MP和AX25MP：它們是第一款具備完整 DSP 指令集(RISC-V P-extension)的商用 RISC-V 核心，具備高速緩存一致性管理 (cache-coherent)的多核處理器，和基于晶心草擬并捐贈給 RISC-V 基金會的 DSP 指令集，可支持多達四個 CPU 核心。此外，同時具備對 Linux 對稱多重處理(SMP)架構(gòu)的支持，將 RISC-V 處理器的效能提升至更高的水平，助 AI、先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等需要高度運算能力的應(yīng)用大幅提高性能。

Andes Custom Extension (ACE)：除了一般功能以外，RISC-V 規(guī)格預(yù)留了客制指令集的空間，以便于加入 Domain-Specific Architecture/Acceleration (DSA)擴充，以支持如 AI/ 機器學(xué)習(xí)、AR/VR、ADAS 及新世代存儲和連網(wǎng)等設(shè)計?？椭苹噶钅艽蠓鶑娀瘧?yīng)用性能，同時兼顧可編程性。然而設(shè)計新指令需 CPU 專業(yè)知識及大量人力來修改既有的處理器硬件和相關(guān)軟件工具，并確認(rèn)其功能無誤，因此加入客制化指令對許多 SoC 設(shè)計團隊來說并不容易。

不過只要透過晶心的 Andes Custom Extension? (ACE)設(shè)計環(huán)境，便可大幅簡化加入客制化指令的步驟。ACE 對熟悉 Verilog 和 C 語言設(shè)計的工程師來說相當(dāng)容易上手，ACE 語法僅需較少的程序代碼便可打造多元的功能。藉由取代 baseline 指令的一串序列，ACE 指令不僅可加快應(yīng)用，還可降低功耗及程序代碼大小，有助突破應(yīng)用設(shè)計瓶頸。

由于 RISC-V 特點在簡潔、模塊化以及可擴充性，晶心所提供的 ACE 可讓工程師易于增加他們所喜歡的客制化指令集。結(jié)合 ACE 及晶心高度優(yōu)化的 V5 系列處理器后，便能大幅提升性能，達成高效能的設(shè)計目標(biāo)。而在應(yīng)用上，這樣的環(huán)境和特點也特別適合于目前正在起飛的 AI 應(yīng)用，所以 ACE 也獲得客戶高評價與高度采用。

晶心自有DSP 指令集與RISC-V P-extension之關(guān)系

對許多處理例如語音、音頻和影像等數(shù)字訊號的嵌入式應(yīng)用，僅使通用型指令集是不夠的，它們所需要的是高效能 DSP 指令集。為響應(yīng)對 RISC-V ISA 中 DSP 功能的高度需求，晶心身為 RISC-V 基金會創(chuàng)始白金會員(Platinum Member)，擔(dān)任 RISC-V 基金會 P-extension 項目群組(Task Group)的主席，將經(jīng)業(yè)界實證的自有 DSP 指令集 P-extension 捐贈給 RISC-V 基金會，成為自選的 RISC-V 擴充模塊之一。是全世界第一家推出 RISC-V 帶著 P-extension 的數(shù)字訊號處理微處理器的公司，也獲得市場的好評并廣泛采納。

晶心具 DSP 功能的處理器方案包括了編譯程序、DSP 函式庫和仿真器等完整支持工具。它們使用于多任務(wù)串接卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(MtCNN)人臉偵測算法的 PNet 上時加速了超過 7 倍之多。當(dāng)使用 CIFAR-10 這組常用于訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)和計算機視覺算法的影像來執(zhí)行影像分類性能評比測試時，它們更將性能提升了一個數(shù)量級以上。

AndesCore 27系列處理器核心
AndesCore 27 系列處理器核心為 RISC-V 指令集架構(gòu)中領(lǐng)先支持向量延伸架構(gòu)(RISC-V V-extension)的處理器。同時，晶心也重新設(shè)計內(nèi)存存取子系統(tǒng)，加速存取的帶寬以及效率。藉由 AndesCore 27 系列處理器，晶心為 RISC-V 產(chǎn)業(yè)界提供了前所未有的高效能和靈活性，并領(lǐng)先于其他 RISC-V 處理器供貨商，帶領(lǐng) RISC-V 架構(gòu)真正進入可延伸性計算效能(Scalable Performance)的領(lǐng)域。

27 系列將優(yōu)先推出 32 位處理器 A27 與 64 位處理器 AX27 和 NX27V，它們分別衍伸于晶心已經(jīng)在市場驗證的 25 系列處理器核心，支持最新的 RISC-V 規(guī)格、系統(tǒng)平臺設(shè)計、與累積過去 14 年的研發(fā)經(jīng)驗所打造出的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。A27 與 AX27 專為運行 Linux 應(yīng)用而量身訂制，比前代 25 系列提供高出 50%的內(nèi)存帶寬。NX27V 包含一個支持 RISC-V 可擴展指令的向量處理單元(VPU)，從基本設(shè)計上展開全向量化的運算，而非僅將現(xiàn)有進階 SIMD 指令加以衍伸。

AndesCore 45系列處理器核心：AndesCore 45 系列處理器核心配備了高效的順序執(zhí)行及超純量管線(In-order, Superscalar Pipeline)設(shè)計，可針對各種需高性能且低功耗的實時嵌入式系統(tǒng)提供解決方案，例如 5G、車載訊息娛樂系統(tǒng)(IVI)、ADAS 和固態(tài)硬盤(SSD)。

45 系列中將優(yōu)先推出 32 位 A45/D45/N45 和 64 位 AX45/DX45/NX45。45 A- 系列可支持 Linux 操作系統(tǒng)并最多可擴展到四個內(nèi)核；45 N- 系列則支持 RTOS 的應(yīng)用，而 45 D- 系列則支持 RISC-V 的 SIMD/DSP 指令集(P-extension)。所有 45 系列內(nèi)核均采用順序執(zhí)行的 8 級雙發(fā)射超純量技術(shù)，并透過晶心的存儲流水線設(shè)計，可以在不犧牲執(zhí)行速度的情況下執(zhí)行 ECC，并且可以選擇符合 IEEE754 的單精和雙精度浮點運算單元(FPU)。

RISC-V向量擴展架構(gòu)(Vector Extension)：許多新興應(yīng)用，如 AI、AR/VR、計算器視覺、加解密技術(shù)和多媒體應(yīng)用等，需要對大量矩陣數(shù)據(jù)進行復(fù)雜的計算。不像其他高級 SIMD 架構(gòu)，只能提供受架構(gòu)所限制的、相對有限的性能，RISC-V 向量擴展架構(gòu)提供了一組功能強大的指令集，提供可縮放的數(shù)據(jù)寬度，靈活的微架構(gòu)實現(xiàn)，并為系統(tǒng)級優(yōu)化開放了內(nèi)存子系統(tǒng)的配置。

RISC-V 向量延伸架構(gòu)超越了當(dāng)前任何可授權(quán)的 RISC-V 處理器核心技術(shù)，大膽地把 RISC-V 帶入當(dāng)今最炙手可熱的市場。藉由向量延伸架構(gòu)，晶心為 RISC-V 產(chǎn)業(yè)界提供了前所未有的高性能和靈活性，并領(lǐng)先于其他 RISC-V 處理器供貨商，帶領(lǐng) RISC-V 架構(gòu)真正進入可延伸性計算性能(Scalable Performance)的領(lǐng)域。