首个能买得起、具备高可用性的RISC-V单板计算机发布

shuszhao

开源指令集的意义究竟在哪里？从最浅层来看，大概就是部分解决芯片设计的授权问题，以及国内提得比较多的藉由像RISC-V这样的开源指令集实现国产芯片的弯道超车。近期在赛昉科技的新品发布会上，赛昉科技首席执行官徐滔在接受采访时说：“现在到了一个应用场景决定软件，软件定义芯片的时代。”“要为应用场景设计芯片。”
“在闭源生态下，像Intel、Arm自己生产CPU或授权IP给别人生产CPU，推动设备厂商将新的算力带给消费者。这件事在云、个人PC的时代是成立的，因为我们需要的设备相对单一。”矽递（Seeed）科技首席执行官潘昊则在活动上提到，“但当我们进入AIoT这样多元化的时代，很难预测下一个爆品、需求是什么，此时我们需要行业告诉我们信息，行业拥有亿计的计算需求，本身就是渠道和最大的客户。它应当反向根据需求，跳过中间贸易环节去定制硬件，甚至定制芯片。”
“我们已经进入到不再是技术推动变革，而是需求推动技术应用的时代。”这是当前这个时代，RISC-V的机遇。这个机遇构成逻辑，在赛昉科技最新发布的“星光AI单板计算机”（BeagleV）上可窥见一二。

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“全球首款基于RISC-V星光系列AI单板计算机”

赛昉科技去年发布过“惊鸿7100系列视觉处理芯片”，这也是当时“全球首款基于RISC-V的人工智能视觉处理芯片”。而本次发布的BeagleV星光AI单板计算机（以下简称BeagleV）则是基于这颗RISC-V芯片所推的一块系统级单板计算机。
BeagleV预计会在今年3月开始小批量供货，下半年大批量“向整个社区供货”，4GB/8GB RAM两个版本的售价分别是119美元和149美元。在谈这块板子之前，首先来看一看赛昉科技这一年来发布芯片的对应关系。徐滔在发布会上列出了BeagleV板子在赛昉科技的RISC-V生态中所处的位置。

                               
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RISC-V作为开源指令集处在最底层，随后是天枢处理器——这是上个月赛昉科技才在重庆发布的一款产品，当时就宣称是“RISC-V全球性能最高的处理器”，对标Arm Cortex-A76与Intel Core i5（虽然没说是第几代酷睿）。去年我们写过一篇文章谈SiFive的核心IP中最高性能的U84，当时的宣传中SiFive U84可对标Cortex-A72；那么天枢理论上会比U84性能更强，而且从天枢此前标的RV64GCVBH支持来看，其架构扩展也比U84更全面。或许将来有机会，我们可对天枢这个IP做更深入的探讨。
言归正传，到芯片这一层，惊鸿7100就是其中的典型了——这颗（或这个系列）芯片是赛昉科技于去年9月发布的，基于SiFive U74核心（双核）的芯片（而非基于天枢核心）。我们在此前的文章中提过，SiFive的7系列与8系列IP都着力于高性能，而字母“U”本身也是面向高端计算的。U74的特点在于支持完整特性的操作系统，如Linux；面向需求高吞吐、单线程性能，但对功耗又有限制的应用，类似于Cortex-A55。

                               
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而BeagleV单板计算机就是用上了惊鸿7100的系统了。所以无意外地，这块板子搭载Linux系统。其大致规格及外设资源如上图所示。
其中有一些亮点在此补充：
- 首先是四个U74核心。实际上惊鸿7100芯片本身是双核U74，从潘昊后续给出的PPT来看，这款芯片的真正编号可能是惊鸿7110，即原版7100的升级版。
- 徐滔提到“自研ISP”、“自研NNE（人工智能引擎）”，“还加入了VDSP（视觉信息处理器）和视频编解码”；会后我们还跟徐滔确认，这里的AI单元的确是赛昉科技自己的IP。这些都是惊鸿7100本身作为“视觉处理芯片”的基础。徐滔透露其AI算力大概在5.5-6TOPS的水平上。
- 支持4K@30fps分辨率图像输入，“完成各种各样视频图像和人工智能算法部署的优化”“视频和AI的视觉处理”，“满足各种端侧设备对实时性视频处理需求”。
- 徐滔在会上还说，“以后的版本会加入GPU，支持Android”；潘昊则在发言中提及了“Imagination图形处理器”，型号未知。
- 双通道LPDDR4 3200MHz，4GB/8GB RAM；
- 从现场展示来看，BeagleV的确比惊鸿7100的开发板要小不少（85x70mm）；
- BSP与硬件设计开源，“可以下载、可以贡献”；
- Fedora为BeagleV提供官方支持，“我们正在跟更多的平台协作，共建完全开源的软件到硬件的生态”
在具体的应用方面，工业、机械、交通、能源、AI等边缘计算应用都是赛昉科技预期中的。徐滔还谈到了BeagleV的作用，包括“端到端的硬件+软件的基础架构”，“促进客户基于RISC-V和AI的解决方案的部署”。


RISC-V未来也能应用到服务器、超算领域

针对BeagleV板子的生态合作与推广，赛昉科技选择的合作伙伴是Seeed和BeagleBoard。其中Seeed是开源硬件解决方案提供商，单板计算机制造商和渠道商。“通过Seeed我们可以把星光单板计算机送到每个开发者手中。”
而BeagleBoard则是开源社区运营商和品牌商。作为开发社区，BeagleBoard还是相当有影响力的。“通过这次合作，他们可以将大量软件移植到RISC-V平台，移植到星光，让RISC-V爱好者可以基于星光开发他们需要的产品。”徐滔说，“我们相信赛昉科技、Seeed以及BeagleBoard通力合作，可以把RISC-V的开源生态推向一个新高度。”

                               
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而本次发布的BeagleV似乎被赋予了相当重大的意义。潘昊说：“我们希望它不只是一款产品，而是代表一个时代的开始。之前RISC-V也有一些开发板或者应用，但它离消费者和普通物联网应用还是比较远，因为第一性能可能不够，或者性能够了但价格太高。”
徐滔也在接受采访时说，“这是第一款具备了实用性，可以买得起、真正能够跑Linux的RISC-V的计算机。”而像天枢这类核心的存在也能够证明，RISC-V的应用场景并不限于小型IoT设备。
“以前很多人都认为，RISC-V就只能用在IoT、很小的一些地方，这个观点其实是不对的。这个架构完全可以用在PC、服务器、超算等领域。做和不做，不是技术原因。我相信，应用到服务器和超算上，并不是会不会的问题，而是何时应用、谁来做、做得怎么样的问题。我们的发布会也证明了这一点。”徐滔表示。


RISC-V的机遇，需求驱动的硬件生态

文首提到潘昊所说AIoT时代，“不再由技术推动变革，而是用需求去推动技术应用的时代”，这样的特性为RISC-V提供的机遇。这其中的逻辑简而言之是在于：在赛昉科技看来，过去的时代是Intel、Arm这些技术驱动的老生态，芯片厂商推动着行业的变革；
而现在这个时代，则是需求驱动的新生态，RISC-V指令生态以及赛昉科技为代表，以开源硬件和开源ISA为基石。此刻真正推动行业变革的，是需求——在有需求时，由需求去逆向推动硬件、芯片的定制，最终推动行业的发展。
这其中的依据在于：在潘昊所述这个“时代”之前的时代，一个需求从想法到最终产品，过程相对复杂、周期也很长。过去从需求产生，到硬件原型诞生，到工程样板、小批量试产、大规模生产和规模化供应，“这个过程过去很长，而且需要各种各样的人才协作”。所以当时需求很难真正驱动硬件。
但在潘昊看来，“今天这个事情因开源而改变。大家基于共同的开源硬件去设计设备，物料、工艺、供应商、人才完全可以复用。所要做的就是提出需求，快速整合到一起。”潘昊说，“全球能够将硬件做到最快速的地方就是中国深圳，我们把全球供应链都准备好，让越来越多的新硬件能够快速孵化出来。”
“新硬件产生从过去极其耗资耗力，时间长度不等，到今天我们只需要几个小时的时间就能基于开源硬件形成一个样本。几天时间做出的样本被复制，小批量只需要几周。这个速度能够促进硬件在物联网需求下快速迭代。”

                               
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在赛昉科技、Seeed以及BeagleBoard看来，三者组建的合作关系是推动这一“新生态”的力量。“赛昉科技是领头羊，提供核心的引擎；BeagleBoard作为全球最流行的开源计算机项目，定义硬件功能、外壳、应用等，并运营社区，与全球软硬件开发者互动；Seeed作为领先的硬件孵化平台，帮助新兴应用快速变成设备，帮助项目成长。并反向与赛昉科技一起，去探索设计下一代芯片。”
这种基于开源硬件（与开源ISA）的一套思路，在IoT时代，是相当完整的生态逻辑了，听起来也很庞大。不过它对所谓“需求驱动生态”的灵活性要求可能也很高，这会成为即便开源硬件思路下的挑战。潘昊补充说：“我们希望这样一个新生代内核能够形成一个飞轮，不断旋转，扩大影响力，让更多人参与进来，让更多用户去使用这样完全开源的计算体系。”
这就为BeagleV及三家企业的合作，和后续生态的发展，赋予了点儿革新时代的意思。


RISC-V的机会越来越多

总结起来，IoT时代的特点在于需求的多样化。这是赛昉科技认定RISC-V能够获得更多机会的立足点。紫光展锐作为RISC-V生态参与者之一，以及赛昉科技的合作伙伴，紫光展锐市场部副总裁夏晓菲在发言中提到：“RISC-V作为开源指令，最大优点就是让大家对各个行业、各个领域、各个产品场景的理解，能够去灌入到RISC-V的盒子里面，对它进行改造，让它更适合我们现有的应用场景。”
“我们也更希望RISC-V能够基于产品场景，做出更多差异化点。”夏晓菲列举了几个场景中的具体例子，比如在5G modem的发展过程里，所有的网络制式要在一片芯片中获得支持。“要追赶协议的发展，协议演进一年半就一个版本。在协议出来以后，怎样保证快速就绪，传统开发模式是来不及的。”
“Modem的发展有个软基带的概念，这虽然不是新技术，而且2010年前后也有公司短暂地实践过只是并未成功，因为功耗问题很难解决。但现在的制造工艺今非昔比了，那么当通信处理器逐渐软化，朝着软基带的方向发展，RISC-V就能带来差异化竞争点。”
还有比如针对图像处理，“现在包括AI处理器、ISP、GPU、CPU都一起处理一张图片，这太复杂了，如果能够引入RISC-V与AI结合，做定制化特性，让架构变得简单。这也有机会成为RISC-V发展差异化的方向。”夏晓菲表示，“再比如工业领域注重安全性，场景本身也多样化。多样化的安全需求，RISC-V自然能够适应这种场景的发展。”
这些皆印证了徐滔与潘昊提及需求驱动时代的到来。如此看来，RISC-V的市场也远超我们原本的想象。

                               
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赛昉科技（CEO徐滔）与港华能源（总经理邱建杭先生）、紫光展锐（副总经理夏晓菲）的战略合作签约仪式

red_chen

这个应该可以，有待研究

kakaru

rain-fine

  

罗塘阮经天

新架构