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

V3架構(gòu)的成熟及生態(tài)環(huán)境建設(shè)

隨著電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品日趨多功能化，更多廠商開始對處理器及設(shè)計平臺要求更佳的整合性、延展性、設(shè)計彈性，以及高效能、低成本與低功率。這樣的復(fù)雜度已經(jīng)超越傳統(tǒng)供應(yīng)廠商所能提供的解決方案。晶心在自有CPU平臺架構(gòu)下經(jīng)過幾年研發(fā)及市場的耕耘，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(yīng)用。

生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境方面，包括許多先進(jìn)的架構(gòu)設(shè)計，例如能以較少的執(zhí)行碼達(dá)到較強(qiáng)運(yùn)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(shù)字訊號處理(DSP)、高安全性(Security)擴(kuò)展指令集等應(yīng)用強(qiáng)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(shè)計對大于4GB以上內(nèi)存尋址能力的需求，例如高容量儲存設(shè)備、大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、深度學(xué)習(xí)及人工智能等應(yīng)用。

晶心科技的產(chǎn)品在追求卓越效能的同時，也絕對強(qiáng)調(diào)安全性，以日前全球多家處理器發(fā)生Meltdown及Spectre安全漏洞問題為例，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(rèn)晶心客戶芯片安全無虞。

AndeStar? V5架構(gòu)= RISC-V + 晶心擴(kuò)充架構(gòu)

作為晶心第五代指令集架構(gòu)，AndeStar? V5支持32位與64位處理器及RISC-V指令集架構(gòu)，使開放、精簡、模塊化及可擴(kuò)充的RISC-V架構(gòu)正式進(jìn)入主流SoC應(yīng)用。使用AndeStar? V5架構(gòu)處理器來設(shè)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(yùn)作時更具優(yōu)勢。

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

1）晶心獨(dú)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，讓客戶制定應(yīng)用加速的指令；

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

4）StackSafe?：對程序堆棧的硬件保護(hù)機(jī)制, 提升除錯效率。

因而，以V5為基礎(chǔ)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(shù)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(yīng)用。

“上市時間（time-to-market）是所有SoC設(shè)計方案的重要課題，會延遲開發(fā)進(jìn)度的原因之一是直覺地去撰寫RTL電路來整合各個不同IP單元，然后耗費(fèi)不下于開發(fā)這些IP的時間在驗證上，”晶心科技技術(shù)長兼資深研發(fā)副總經(jīng)理蘇泓萌博士表示，“新的AndeStar? V5架構(gòu)對嵌入式64位SoC設(shè)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(gòu)中，再加上CoDense?、PowerBrake、StackSafe?通用便利功能，以及ACE、DSP、Security擴(kuò)展指令集，在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)平臺添加多項晶心專有功能的整合開發(fā)環(huán)境及軟件工具鏈、整合完成的SoC周邊平臺IP、客戶服務(wù)及技術(shù)支等，所有這些資源都是設(shè)計團(tuán)隊在開發(fā)可量產(chǎn)的SoC時基以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短time-to-market以及降低風(fēng)險的重要關(guān)鍵。晶心科技在開始規(guī)畫AndeStar? V5架構(gòu)時，就考慮到要如何讓客戶一方面可以繼續(xù)使用晶心累積多年建構(gòu)起的完整方案，另一方面也能有效利用RISC-V快速成長中的生態(tài)系統(tǒng)資源，讓客戶的產(chǎn)品能充分擁有新一代指令集架構(gòu)提供的優(yōu)勢。”

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

此外，發(fā)布會上，晶心科技還展示了包括微軟、任天堂、Amazon等廠商應(yīng)用了晶心CPU IP的多款當(dāng)下熱門產(chǎn)品，具體見下圖。