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5个大学生4个月造出芯片再遭质疑,64位RISC-V芯片设计知多少

2020-09-04 综合报道 阅读:
5个大学生4个月造出一款入门级64位RISC-V芯片,这件事情本来在7月底已经报道过(《国科大本科生设计出64位RISC-V处理器背后的故事》),近日再遭质疑,64位RISC-V芯片设计真的那么难吗?

5个大学生4个月造出一款入门级64位RISC-V芯片,这件事情本来在7月底已经报道过(《国科大本科生设计出64位RISC-V处理器背后的故事》),近日再遭质疑,64位RISC-V芯片设计真的那么难吗?yADednc

事情经过

最近,有消息称,中国科学院大学五位2016级本科生,仅用4个月就主导完成了一款64位RISC-V处理器SoC芯片设计并实现流片。据悉,这款芯片被命名为果壳(Nutshell),成为了他们最硬核的毕业证书。消息曝光后,引发网友关注和质疑。据国内媒体报道,9月3日,成员之一王华强代表团队向全球同行介绍了果壳的设计。这也是果壳首次在国际舞台上亮相。yADednc

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据悉,该芯片源于中国科学院大学的“一生一芯”的项目,该项目于2019年8月开始,王华强是项目首期参与者。直到所有的设计结束,进行交付是2019年12月。yADednc

“一生一芯”计划是国科大计算机学院教授包云岗提出,他认为在开源时代,将芯片设计门槛降下来是可能的。yADednc

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果壳芯片的团队成员表示,拿到芯片肯定会很兴奋,因为在流片之前,大家也不知道这个芯片拿回来以后究竟能不能跑。yADednc

经过一系列验证发现,这个芯片是可以点亮的时候,还是非常激动的。yADednc

据介绍,果壳芯片像Linux和Debian这样比较完整的操作系统了,说明它从功能上市比较完整的,因为是第一次流片,对功能的要求和正确性的要求,比性能的要求要高一些。yADednc

“其实还是非常困难的,我们这个只是触及到了芯片设计的一个山焦,做得还是非常简单,非常浅薄的。”团队成员表示,yADednc

针对网上的质疑,该团队回应称,并没有想到这个项目后来引起这么大的反响,越传越乱,越传越玄。yADednc

“我们确实走了一条相对比较完整的流片流程,但并不意味着其中所有的工序都是由我们做的,比如说后端的一些操作,比如流片过程中后面的一些测试工作,包括操作系统的适配,其实都有老师和师兄做一些指导和帮助。”yADednc

RISC-V

RISC-V是一个基于精简指令集(RISC)原则的开源指令集架构(ISA),简易解释为开源软件运动相对应的一种“开源硬件”。该项目2010年始于加州大学柏克莱分校,但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。yADednc

与大多数指令集相比,RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件而不必支付给任何公司专利费。虽然这不是第一个开源指令集,但它具有重要意义,因为其设计使其适用于现代计算设备(如仓库规模云计算机、高端移动电话和微小嵌入式系统)。设计者考虑到了这些用途中的性能与功率效率。该指令集还具有众多支持的软件,这解决了新指令集通常的弱点。yADednc

RISC-V指令集的设计考虑了小型、快速、低功耗的现实情况来实做,但并没有对特定的微架构做过度的设计。截至2017年5月RISC-V已经确立了版本2.22的用户空间的指令集(userspace ISA),而特权指令集(privileged ISA)也处在草案版本。yADednc

大厂RISC-V芯片

2018年,前身为硅谷OURS公司的中资RISC-V技术公司睿思芯科推出基于RISC-V的64位可编程终端AI芯片——Pygmy。yADednc

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睿思芯科全球首发的此款旗舰产品,是一款基于64位RISC-V指令集的AI芯片,可应用于各种物联网终端AI inference场景,如智能家居的人机交互、安防监控的人脸识别、无人驾驶的传感器融合等场景。团队表示,这款芯片具有高度可编程、低功耗高能效的优点。yADednc

2019年,阿里巴巴旗下半导体公司平头哥发布了它的首款 RISC-V 处理器玄铁 910(XuanTie910),名字取自金庸小说《神雕侠侣》。yADednc

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阿里巴巴称它是目前性能最强的 RISC-V 处理器,支持16核,主频 2.5GHz,单核性能达到 7.1 Coremark/MHz。阿里巴巴称其性能突破源自两大创新:一是它采用3发射8执行的复杂乱序执行架构,是业界首个实现每周期 2 条内存访问的 RISC-V 处理器;二是它基于 RISC-V 扩展了 50 余条指令,系统性增强了 RISC-V 的计算、存储和多核等方面能力。yADednc

此外,嘉楠耘智、比特大陆推出基于SiFive开源核的AI芯片,华米推出基于SiFive核的边缘AI计算芯片黄山一号量产,紫光展锐推出采用RISC-V技术的春藤系列蓝牙耳机芯片,艾派克推出采用RISC-V的打印机管理芯片,优微科技推出基于RISC-V的快冲芯片。yADednc

美高森美推出基于SiFive核的PolarFire FPGA产品及PolarFire SoC FPGA产品,韩国Fadu推出基于SiFive核的7nm SSD控制器芯片,NVIDIA、高通也宣布推出基于RISC-V的产品。yADednc

RISC-V芯片设计难吗?

2019年10 月 ,阿里巴巴旗下芯片公司平头哥宣布开源开源RISC-V芯片设计平台,软硬件全套代码已上GitHub,大大降低了RISC-V芯片设计与研发的难度。yADednc

不同于需要授权的ARM,RISC-V作为开源芯片指令集,基于其上的芯片设计完全免费,虽然大学生设计芯片无法与大厂相比,但RISC-V芯片设计其实已经有非常多的教程和设计以及案例。EDN电子技术设计姊妹社区面包板曾发表一篇文章《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》,其中就介绍了RISC-V芯片设计的整个过程,其实一个大学生团队,四个月造出芯片难度也不是很大,因为这是一个实验性质的项目,不是真刀实枪用于生产环境的产品。yADednc

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责编:ChalleyyADednc

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