SiFive：RISC-V——塑造汽車行業(yè)的未來

RISC-V產(chǎn)品具有開放、標準化、靈活的特點，行業(yè)內(nèi)的從業(yè)者很多，能夠提供多元化的產(chǎn)業(yè)鏈選擇。由于它是開放標準，且靈活性高，故而可以提供更多創(chuàng)新的可能。

2024年11月14日，在第四屆汽車芯片產(chǎn)業(yè)大會上，SiFive商務拓展總監(jiān)范濤表示，RISC-V的優(yōu)點在于，如果用不同的性能處理器，比如MCU、CPU、AI，它的編程方式和所用的工具連都是一樣的，整個軟件的復用性非常高。基于此，范濤認為，RISC-V是最適合軟件定義汽車時代的指令架構集。

范濤指出，生態(tài)是一種群體行為，如果企業(yè)將力量投入一個封閉的生態(tài)系統(tǒng)中，無異于增加未來開源開放系統(tǒng)的進入門檻。他呼吁各個企業(yè)共同投入開源開放的架構集，為行業(yè)作出貢獻。

SiFive商務拓展總監(jiān)

以下為演講內(nèi)容整理:

RISC-V的快速發(fā)展與優(yōu)勢

談及汽車，大家普遍感受到一個關鍵詞——“卷”。然而，在我們涉足的RISC-V領域，我們認為還有另一個關鍵詞，其發(fā)展速度極為迅猛。因此，我今天將對這個“快”字進行一番闡釋。

圖源:SiFive

RISC-V作為新興的指令集架構，融合了以往架構的優(yōu)點，并規(guī)避了推廣上的誤區(qū)，因此近十年來取得了巨大成功。David Patterson教授特別回顧了十年前的預測，并指出這些預測如今都已實現(xiàn)，而且是以更快的速度、在更廣闊的范圍內(nèi)實現(xiàn)了RISC-V的發(fā)展。

RISC-V的產(chǎn)品特點，主要有三個。第一，它是開放的標準，這一點至關重要。以往許多指令集架構都是私有的，由單一企業(yè)維護，最終可能因商業(yè)、推廣等原因而消逝。因此，開放性至關重要，它依靠社區(qū)的力量進行維護，其開放性吸引了眾多貢獻者。例如，當我們發(fā)現(xiàn)安全漏洞時，能夠迅速修復，這在開源生態(tài)中具有顯著優(yōu)勢。此外，開放性使得更多人關注其安全性，從而更不易出現(xiàn)安全隱患。

近期，大家或許注意到一則新聞:Linux創(chuàng)始人僅修改了20行代碼，就使kernel的效率提升了2.6%。這充分證明了開源的好處。

再者，是標準化。RISC-V吸取了以往的經(jīng)驗，在標準化方面做了大量工作。包括最近發(fā)布的RVA23版本，也是標準化的一部分。因此，RISC-V既開放又標準，正逐步成為全球標準。

此外，RISC-V還具備極高的靈活性。RISC-V能夠在架構之外提供擴展，滿足特定需求。這種擴展是兼容的，基線保持不變。就像一棵大樹，主干始終如一，而枝葉則可根據(jù)需要生長。SiFive公司長期致力于主干的發(fā)展，同時也重視擴展的可能性。

由于RISC-V具備這三大優(yōu)點——開放性、標準化和靈活性，它為產(chǎn)業(yè)鏈提供了多元化的機會。你可以選擇ABC等多家廠商，而非僅限于一家。這種充分競爭為大家提供了更多選擇。同時，由于其開放性和靈活性，RISC-V為創(chuàng)新提供了無限可能。你可以在標準基線的基礎上添加特定指令，無論是幾條還是幾十條，RISC-V都能有機會滿足你的需求。

RISC-V國際基金會進展與SiFive的成就

作為社區(qū)的維護者，RVI的會員數(shù)量和成長速度都令人矚目。自2022年以來，其成長率達到了40%，而之前的成長率更高，甚至達到了100%以上。預計2030年RISC-V的年出貨量將達到160億個處理器，再過一年將超過200億。

關于RISC-V的生態(tài)問題，我們進行了深入討論。RISC-V的生態(tài)發(fā)展是最快的，眾多國際科技巨頭、X86主要玩家、ARM主要客戶以及IP公司都在積極參與。整個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)意識到開源開放的標準將成為未來主流。

當我們談論生態(tài)時，我們與客戶已經(jīng)超越了初步的交流層面。對于特定客戶和用戶，我們更關注他們對生態(tài)的具體需求，無論是功能缺失還是性能提升。一旦客戶明確需求，我相信憑借SiFive在行業(yè)的地位和產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的通力合作，我們能夠有力支撐客戶解決生態(tài)缺失或性能提升的問題。因此，RISC-V的發(fā)展速度極快，包括會員數(shù)量的快速增長。2024年我們已經(jīng)取得了安卓方面的突破，明年將有更多產(chǎn)品面世。

SiFive是由RISC-V的發(fā)明者所創(chuàng)立的公司。SiFive在整個產(chǎn)業(yè)鏈中肩負著重要使命，包括標準化、橫向拓展、應用拓展等。我們已經(jīng)突破了服務器、汽車等多個領域，單核算力和多核技術也取得了顯著進步，為產(chǎn)業(yè)鏈提供了有力支撐。在生態(tài)系統(tǒng)方面，我們也積極開發(fā)板卡，助力生態(tài)建設。整體而言，SiFive是RISC-V領域投資最大、影響力最廣的企業(yè)之一，更已與全球眾多科技巨頭建立了合作關系。

圖源:SiFive

2024年6月，我們成功發(fā)布了車規(guī)級認證，一次性完成了4款IP的認證工作。8月時，其中一款IP已被客戶采用，這充分展現(xiàn)了我們快速的發(fā)展速度及市場響應能力。9月，我們推出了全新的AI系列——XM系列。同時，在8月，我們還發(fā)布了高性能數(shù)據(jù)中心芯片，而10月則開始銷售高性能電路板，這是生態(tài)合作的重要一環(huán)。

RISC-V在汽車行業(yè)的應用與未來展望

當前汽車架構呈現(xiàn)出高度碎片化的特點，存在多種指令架構層級。作為RISC-V技術的領導者，我們從整體指令架構層面審視這一問題。隨著軟件定義汽車時代的到來，碎片化架構將帶來處理上的挑戰(zhàn)。因此，未來架構將趨向于更為簡潔。然而，僅架構簡潔并不足夠，我們對此有獨到的解決方案。

RISC-V的優(yōu)勢在于，無論采用何種性能處理器，從MCU到CPU再到AI處理器，其編程方式與工具鏈均保持一致。這意味著熟悉MCU的開發(fā)者也能輕松從事CPU相關軟件開發(fā)工作，從而極大地提高了軟件的復用性。

對于汽車制造商而言，若其整車架構全面采用RISC-V技術，將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的高度透明化，為產(chǎn)品設計、升級等帶來巨大便利。同時，在工程成本、軟件成本、復用性以及產(chǎn)品技術理解與把握方面，RISC-V均表現(xiàn)出色。這符合RISC-V開放、靈活且具備標準化能力的特點。我們堅信，RISC-V是軟件定義汽車時代最適宜的指令架構。

圖源:SiFive

我們的產(chǎn)品分為三個系列:小型MCU系列嵌入式產(chǎn)品、高性能AI產(chǎn)品以及高性能CPU產(chǎn)品。這些產(chǎn)品構成了我們的基礎產(chǎn)品線，且每個系列中均有部分產(chǎn)品符合車規(guī)級標準，與我們的常規(guī)產(chǎn)品線同樣豐富多樣。

我們提供的技術涵蓋高性能CPU、嵌入式小型MCU處理器、多核多集群技術、向量處理、CPU與IO虛擬化以及功能安全方面的ASIL-B與ASIL-D等級別。此外，我們還支持Cybersecurity技術能力。

在嵌入式領域，我們自2015年公司成立以來便持續(xù)深耕，至今已推出第四代產(chǎn)品。我們始終致力于全系列產(chǎn)品的研發(fā)，而非僅限于高端市場。2024年，我們推出了嵌入式系列的第四代版本，目前已有部分客戶遷移至新版本，而部分客戶仍在使用舊版本。

我們的E6A是一款32位車規(guī)級處理器，該IP包含三個版本，分別提供ASIL-B、ASIL-D、以及AS分步鎖版本等不同方案。S7則是一款64位嵌入式處理器，既可用于安全島應用，也可在大型SOC中實現(xiàn)高效控制。我們在海外已有客戶采用此方案以提升CPU的全方位性能。

除了功能安全外，我們還取得了另一項重要成就。雖然21434標準在業(yè)界并非最新，但作為IP公司，我們是首家完成該標準認證的企業(yè)。我們的E6、S7產(chǎn)品均獲得了車規(guī)級雙認證。

接下來是ADAS解決方案的展示。ADAS功能可拆解為獲取、計算和路徑規(guī)劃以及執(zhí)行三個環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)所需產(chǎn)品性能各異。前后兩端均需高實時性處理器，如我們的E6、S7均可勝任。而中間環(huán)節(jié)則涉及高性能處理器，包括NPU或CPU。在ADAS領域，我們可提供這三種處理器，助力客戶構建完整的系統(tǒng)。

在ADAS決策與控制方面，我們推出了AI系列處理器。其中，X280產(chǎn)品廣受客戶好評，是AI領域客戶選用最多的設計之一。而X288則適用于其他領域。我們對此進行了升級，推出了X380和X390產(chǎn)品。以X390為例，其帶寬翻倍，計算單元數(shù)量增加，峰值算力提升至原來的四倍。以上產(chǎn)品我們稱之為向量單元處理器，專為AI應用而設計。

談及AI，不得不提軟件與協(xié)議棧。我們采用開源架構實現(xiàn)AI功能，并持續(xù)更新算子庫以滿足快速變化的需求。我們公司投入了大量資源，成功構建了汽車業(yè)務團隊，該團隊涵蓋了產(chǎn)品架構師、功能安全經(jīng)理等關鍵角色，并在英國劍橋設立了一個出色的團隊。

關于RISC-V生態(tài)，其重要性不言而喻。在我看來，RISC-V如同一片廣闊天地，充滿了無限可能。盡管生態(tài)構建過程中難免會遇到挑戰(zhàn)，但令人振奮的是，目前尚未有任何指令集架構在汽車行業(yè)形成壟斷地位，這意味著攻克這一領域既非易事，也遠非遙不可及。以英飛凌為例，盡管其在MCU市場占據(jù)領先地位，但其市場份額也遠遠未超過半數(shù)，況且英飛凌也在關注RISC-V的方案。

生態(tài)的構建實則是一種集體行動，我們所從事的研發(fā)工作無一不是在為生態(tài)的繁榮貢獻力量，只是側(cè)重點各有不同。倘若我們將力量局限于封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，無疑會提高未來進入開源開放系統(tǒng)的門檻。因此，我堅信，若我們能像那些行業(yè)巨頭一樣具備前瞻性的認知，就應更早地投身于開源開放的架構集發(fā)展，與RISC-V、SiFive等攜手共進，共同推動生態(tài)的健康發(fā)展。

當前，汽車行業(yè)正經(jīng)歷深刻變革，我們SiFive愿借變革之東風，聚產(chǎn)業(yè)之合力，以RISC-V為基石，與各位同仁一道，攜手為汽車行業(yè)賦能創(chuàng)新，共建未來。