RISC中文意思是精简指令集计算机,是一种执行较少类型计算机指令的微处理器。而RISC-V指令集是基于RISC原理建立的开放指令集架构(ISA), V表示为第五代RISC。RISC-V (发音为“risk-five”)源于伯克利大学的学生项目,正因为其开源的理念让它在学术界颇有名气。
如今市场上主流CPU的现状是,x86的底层架构在英特尔、AMD手中,英伟达收购Arm刚刚被叫停,而接下来的Arm准备谋求IPO上市,通过扩大资本市场运作,尽量保持自己的独立性。对于大量中国企业来说,一旦国际环境发生变化,采用上述架构的处理器产品的供应链安全将要打一个问号。
于是,RISC-V这样的开源架构开始受到越来越多关注,中国也涌现出一批聚焦研发基于RISC-V开源指令集架构芯片的厂商,广东跃昉科技有限公司(LeapFive)就是其中一家。
在8月5日由中国半导体行业协会集成电路设计分会和芯原微电子(上海)股份有限公司联合主办的“第十二届松山湖中国IC创新高峰论坛” (简称“松山湖论坛”)上,跃昉科技产品总监李涛介绍了跃昉科技和其业界第一款Full Mask的RISC-V架构高端应用处理器——NB2。
广东跃昉科技有限公司产品总监 李涛
关于跃昉科技
李涛表示,跃昉科技成立于2020年初,是一家聚焦研发基于RISC-V开源指令集架构SoC芯片产品的高科技公司。跃昉科技由前谷歌CTO江朝晖博士发起,初创管理及研发团队主要来自谷歌、英特尔、三星、华为、中兴、烽火等知名企业。公司主要面向工业物联网、安全等行业领域,提供从操作系统到云平台的全栈基础智能软件服务,并旨在通过融合人工智能、工业物联网、区块链等交叉领域技术为中国数字经济的创新应用赋能。
现在跃昉科技团队规模130人,包括包括西安团队、深圳软件中间件团队,包括顺德的支持和应用团队,同时在印度的团队聚焦底层RISC—V相关的生态构建。成立2年多以来,已经有入门级RISC-V SoC芯片产品量产,入选广东省“强芯计划”。
据介绍,跃昉科技团队虽然非常年轻,但是核心管理人员都拥有丰富的行业积淀。CEO江朝晖博士2018年从硅谷回到国内之后,致力于推广RISC—V相关的生态,构建RISC—V上下游的生态产业。研发副总袁博浒,在业界拥有将近20年的SoC、数通类芯片及系统应用从业经验。
跃昉科技面向工业互联网,所以产品策略聚焦解决工业物联网中主要出现的典型问题,包括主流架构的风险、高昂的授权费用等。长期以来,业界更多关注的是偏向消费者的物联网解决方案,所以对物联网方案定位或多或少存在偏差,为此跃昉科技打造了“三横一纵一平台”的技术体系。
所谓“三横”就是在工业物联网的框架下,从端侧到边缘到微边缘,分别定义了三个不同的芯片产品体系,分别解决端侧基础的控制和链接,以及边缘和微边缘侧的边缘计算和智能应用。
第一款Full Mask的RISC-V架构高端应用处理器
去年第四季度成功流片的NB2是目前第一款Full Mask的RISC-V架构高端应用处理器,采用12nm工艺,面向边缘计算、深度学习等高阶边缘侧系统应用。NB2采用四核RISC-V核心设计,主频达1.8GHz;外部存储器支持DDR4/LPDDR4(x),带宽最高可达4266MT/s;内置GPU、NPU、DSP多种硬件加速引擎;同时集成以太网、USB等各类标准接口;NB2芯片符合工业级标准,典型功耗低至5W。
李涛表示:“NB2是一款面向工业的产品,对比某些大算力的芯片,性能可能没有那么突出,但是在工业物联网中,已经可以满足场景化的需求,并且在成本和可靠性方面都有非常好的表现。”
有别于传统自动驾驶的单点考虑交通出行解决方案,智慧交通关注人、路、车、场景,相当于构建了一个智慧交通的工业物联网。在这样一个智慧交通的全景下,有两个比较突出的基础设施,一个是用在车上的OBU,另一个重点是RSU(路车单元),通过和OBU之间的配合,确保道路安全、综合交通治理等实时路况方面的需求。
李涛表示,NB2可应用于RSU上。RSU的典型应用场景是通过交换机或网络连至TMS(交通综合管理系统),在端侧还会有环境感知、摄像头为代表的MEC设备连接,也包括信号灯、信号机。
安全和区块链特性
RSU对处理器在算力、连接、时延和可靠性上都有很高要求,NB2为RSU的实现提供了有力支持。“且有别于现有的RSU方案,NB2还对现有的智慧交通提供数据安全、区块链技术等,解决大数据安全、数据可溯源、利益相关方数据互信的问题提供了增强解决方案。”李涛说到。
工业物联网连接建立起来后,数据安全十分重要。NB2在底层也做了不少增加安全性的工作,包括芯片唯一身份标识,确保RSU身份验证入网;密钥生成和提取多级管理,能支持RSU数据加密和信道传输安全;芯片安全启动信任根及信任链,支持RSU安全启动和固件防篡改;而RISC-V特有的PMP特性,也带来跟其他主流架构不太一样的可信任执行环境解决方案,保证设备从启动到应用运行过程中,整个数据链条都是可靠安全的。
NB2还具有区块链基础特性,支持哈希/加解密引擎计算加速。用于区块链客户端支持数据接入、数据签名及合约调用、上链数据直接发送至上行和智慧交通单链数据接入。区块链轻节点特性包含区块链客户端功能,参与区块链中间计算,可根据需要选择摘要或部分数据上链,支持智慧交通数据区块链细分管理。
此外,除了智慧交通,NB2还适用于工业物联网下的智慧能源、智慧物流、智慧工厂等应用。李涛表示,“跃昉科技期待和上下游合作伙伴一起共同为中国工业物联网、数字新基建贡献一份力量。”