西部數(shù)據(jù)能更快推出RISC-V處理器的關(guān)鍵之一是什么？

2010年項目啟動，2014年第一版用戶手冊正式發(fā)布的RISC-V指令集，從面臨多方質(zhì)疑到被多方看好。目前，英偉達、西部數(shù)據(jù)、高通、海思、阿里巴巴、三星等全球知名的企業(yè)都加入了RISC-V基金會，并推動RISC-V的向前發(fā)展。不過，RISC-V想要與x86和Arm一樣成功，生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)非常關(guān)鍵。因為，西部數(shù)據(jù)和海思等公司想要更快推出RISC-V處理器及相關(guān)產(chǎn)品工具鏈至關(guān)重要。

作為推動RISC-V發(fā)展的重要推動力，今年2月，西部數(shù)據(jù)（Western Digital）發(fā)布了基于RISC-V指令集的自研通用架構(gòu)SweRV，這是西部數(shù)據(jù)努力引領(lǐng)ISA（指令集架構(gòu)）及其生態(tài)系統(tǒng)的一部分，也是他們向免授權(quán)CPU核心過渡的一部分。

需要看到，西部數(shù)據(jù)發(fā)布通用架構(gòu)SweRV的同時，半導體IP提供商UltroSoC也宣布，其嵌入式分析架構(gòu)中為Western Digital的RISC-V SweRV Core處理器和相關(guān)的OmniXtend緩存一致性互連結(jié)構(gòu)提供全面支持，將為Western Digital的內(nèi)部開發(fā)團隊以及選擇采用SweRV Core處理器來開發(fā)自有應(yīng)用的第三方伙伴提供支持。

 

RISC-V軟件支持成為關(guān)鍵

UltroSoC首席執(zhí)行官Rupert Baines近日接受采訪時表示：“三年前RISC-V只有一個架構(gòu)，兩年前開始有處理器核心，如今有七八家商業(yè)化的RISC-V公司。顯然，只有RISC-V核心沒辦法使用，目前已經(jīng)有很多公司開始圍繞RISC-V的核心做開發(fā)，RISC-V的生態(tài)正在完善，我們作為其中一員也希望成為受益者，也非常開心與其他公司一起壯大RISC-V的軟件生態(tài)。“

UltroSoC首席執(zhí)行官Rupert Baines

非營利性組織RISC-V基金會中國顧問委員會主席方之熙博士接受雷鋒網(wǎng)專訪時表示：“RISC-V才剛剛起步，RISC-V整個生態(tài)的建設(shè)涉及到許多軟件，特別是系統(tǒng)軟件。”

RISC-V基金會的執(zhí)行董事Rick O’Connor也曾表示：“RISC-V正在重新定義SoC的價值主張：其中一個關(guān)鍵部分是構(gòu)建一個比開發(fā)人員慣用方案更開放、更穩(wěn)健的生態(tài)系統(tǒng)。在技術(shù)層面上，處理器跟蹤IP的全面供貨是該開發(fā)性生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在RISC-V基金會內(nèi)部，我們正在致力于實現(xiàn)連接到RISC-V內(nèi)核的接口的標準化工作，其中也包括接口規(guī)范中所提供的處理器跟蹤功能。“

處理器跟蹤技術(shù)是RISC-V加速的關(guān)鍵

雷鋒網(wǎng)了解到，成熟的Arm已經(jīng)具備處理器追蹤功能，但RISC-V還沒有標準的處理器追蹤功能。那處理器追蹤有多重要？由于與其他內(nèi)核的軟件、外圍設(shè)備、實時事件、不成熟集成或這些因素的某種組合形成交互，軟件的運行并不總是如預期的那樣或在預期時候的那樣運行，結(jié)果是實時行為受到了影響，因此，能夠?qū)Τ绦虻男袨檫M行詳細的、逐條指令式查看的處理器追蹤功能是系統(tǒng)開發(fā)人員的一個關(guān)鍵需求。

在越來越復雜的SoC設(shè)計中，處理器追蹤對于設(shè)計效率的提升以及加速產(chǎn)品的上市中正發(fā)揮越來越重要的作用。

一家成立于2011年的英國半導體IP提供商UltraSoC補上了RISC-V的這個功能。2017年6月，UltraSoC宣布已經(jīng)開發(fā)出了可支持基于RISC-V架構(gòu)的處理器跟蹤技術(shù)。2018年2月，UltraSoC正式推出業(yè)界首款商用的RISC-V處理器跟蹤技術(shù)IP，晶心科技（Andes Technology）、Codasip、Roa Logic、SiFive和Syntacore 5家內(nèi)核供應(yīng)商宣布支持UltroSoC新的跟蹤規(guī)范。

具體而言，UltraSoC的RISC-V跟蹤編碼器同時支持32位和64位RISC-V設(shè)計，IP模塊可以與UltraSoC產(chǎn)品組合的其他部分進行集成，支持開放架構(gòu)和業(yè)界標準架構(gòu)方式，在SoC的核心部分設(shè)置自分析功能。能夠幫助汽車、企業(yè)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用管理復雜性和改善上市時間、設(shè)計成本、可靠性和安全防護能力。

周期精確追蹤技術(shù)將帶來什么？

Rupert Baines表示，對于軟件工程師而言，只要應(yīng)用能正常運行就可以，他們并不關(guān)心每個周期的性能。但是對于一些特殊的應(yīng)用，則需要知道特定的時序，時間戳要對應(yīng)。為此，我們最新推出的是周期精確追蹤技術(shù)，通過增加周期精確的追蹤功能，開發(fā)人員不僅能夠查看器件內(nèi)部發(fā)生的情況，更為關(guān)鍵的是可以看到發(fā)生某些情況的時間。

他進一步表示，訪問這種周期精確的追蹤信息意味著致力于深度嵌入式應(yīng)用的客戶將能夠準確地查看他們的代碼執(zhí)行的周期數(shù)，是否存在停頓和依賴關(guān)系，以及它們持續(xù)了多長時間。 掌握了這些信息，系統(tǒng)設(shè)計人員可以進一步優(yōu)化其設(shè)計并獲得最大的效率收益。

那么具體哪些應(yīng)用需要周期精確的追蹤技術(shù)？Rupert Baines舉例表示，由于5G的傳輸速度非常快，兩幀數(shù)據(jù)之間的間隔時間非常短，所以對于5G基站的調(diào)制解器需要周期精確追蹤技術(shù)。另外就是西部數(shù)據(jù)和希捷這樣做高速存儲器的公司，他們的工程師希望讓每個周期能夠更多、更快地處理數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)的性能，周期精確的追蹤技術(shù)也能發(fā)揮重要作用。

不過，除了系統(tǒng)性能的提升，安全性也非常關(guān)鍵。Rupert Baines表示處理器追蹤技術(shù)也能提升處理器的安全性。因為處理器執(zhí)行指令時會訪問存儲器的地址，追蹤器都會有相應(yīng)的記錄，當處理器訪問非法的地址區(qū)間時，就會進行報警。

另外，UltroSoC除了提供指令追蹤之外，還提供數(shù)據(jù)、無序、亂序的追蹤，能夠讓追蹤技術(shù)不止能滿足簡單追蹤的需求，也能滿足高性能RISC-V處理器的需求。

雷鋒網(wǎng)小結(jié)

RISC-V如今廣受關(guān)注，但能否像x86和Arm一樣成功，軟硬件的支持也就是生態(tài)建設(shè)成為關(guān)鍵。目前，RISC-V已經(jīng)有了核心的提供方，但工具鏈還不完善。作為半導體IP的提供商，UltraSoC顯然看好RISC-V未來的發(fā)展，他們的處理器追蹤功能，將不僅應(yīng)用于處理器設(shè)計階段，還將在實際應(yīng)用中發(fā)揮作用。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，UltraSoC去年50%的營收來自RISC-V，40%的營收來自Arm，其中，中國市場也是他們營收第二大的市場，僅次于美國。

不同的時代成就了不同的指令集，從PC時代的x86到移動互聯(lián)網(wǎng)時代的Arm，RISC-V被認為是IoT和AI時代的指令集，但這個開源的指令集想要成功仍然面臨不少挑戰(zhàn)。但我們可以看到，像西部數(shù)據(jù)、阿里巴巴、海思、英偉達等這些巨頭都在推動RISC-V的發(fā)展，UltraSoC也作為軟件生態(tài)的一部分與其他廠商共同建設(shè)RISC-V的軟件生態(tài)。

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