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專訪RISC-V International技術長與晶心科技執行長:RISC-V是必然趨勢

擔任RISC-V International董事的晶心科技執行長林志明。RISC-V International

RISC-V正快速成長為跨多種應用的創新開源平台,例如愈來愈多的高效能運算(HPC)和記憶體採用RISC-V架構。DIGITIMES團隊近期專訪RISC-V International協會技術長(CTO) Mark Himelstein與擔任該協會董事的晶心科技執行長林志明(Frankwell Lin),了解該開源技術平台RISC-V最新的科技趨勢以及其生態系統的發展。

開源架構RISC-V架構不僅應用於低階的微處理器,也開始有超大規模(hyperscale)的超級電腦與資料中心伺服器採用。RISC-V在這些高效能運算用途上的優缺點為何?將其使用在高效能運算的動機是什麼?   

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RISC-V International技術長Mark Himelstein。RISC-V International

Mark:半導體技術在過去15年進步非常快速,人們現在研發客製化產品的速度比以前快很多。30年前,需要300人花3億美元和3年才能研發出晶片,現在我們卻看到有12歲的學生自製晶片的例子,在中國就有4個大學生僅花1.2萬美元做出晶片。

只要有高效能運算的需求,就會有人運用開源技術提供客製化的解決方案,因耗時更短、成本更低。開發RISC-V項目的柏克萊大學教授David Patterson曾自豪地說,RISC-V給了人們創新的能力。

晶心科技在內的眾多企業為支持RISC-V的理念,一起合作研發不少創新的應用,例如向量處理器(vector processor),在物聯網和超級電腦領域已獲廣泛採用。阿里巴巴在2020年底的RISC-V高峰會發布初期版本的向量處理器,就是建構在其既有的架構上,而能快速地透過其雲端伺服器進入市場。

我們有一個團隊正在把1,000個RISC-V核心整合在SoC。如果把這樣的晶片放到有2萬台伺服器的資料中心,將有75億個RISC-V核心在這個資料中心。

Frankwell:讓我引述David Patterson上個月講的一句話,他說「RISC-V是必然的(RISC-V is inevitable)」,這意味著它是一個無法阻擋的趨勢,將會成為未來十年的主流標準。 

愈來愈多資料中心採用 Arm架構處理器,這對RISC-V是機會還是挑戰?  

Mark:我們相信競爭能帶來創新,所以世界不會只有一種晶片,幾乎所有從事RISC-V的資深工程師 / 設計師 / 架構師都從x86和Arm學到東西,因為他們都曾在這些公司任職。

Arm花了25~30年才從嵌入式元件發展到超級電腦,我們相信RISC-V不需要那麼長的時間,因為我們可以借鑒Arm發展的經驗。未來,Arm在筆記型電腦、伺服器和超級電腦市場有許多商機。當然,對RISC-V來說也是。

運算需求已融入日常生活,不論是物聯網、電子商務等都見得到的相關應用了,我們相信RISC-V未來會被更廣泛的採用。

Frankwell:Arm在PC、伺服器和資料中心市場具有發展潛力。當Arm以其獨特的優勢與能力從x86手上搶走部分市佔,RISC-V也有同樣的機會。由於蘋果推出以Arm RISC架構設計的M1處理器來與x86 CPU競爭,且相當成功,因此,我相信會有愈來愈多公司設計自己的晶片,這也為RISC-V打開新的機會。

歐洲處理器計畫(European Processor InitiativeEPI)想整合Arm RISC-V來製造系統整合晶片(SoC),這是可行的嗎?會比x86更有競爭力嗎?特別是在高效能運算與伺服器上? 

Mark:NVIDIA在其顯示卡和GPU裡面就採用了RISC-V處理器,也可能同時採用Arm,用不同處理器來處理個別特定應用。我們預期這樣的做法會繼續而且會加速。雖然X86有它的優點,也會持續成長,但有更多的機會是存在於客製化的解決方案。人們可彈性挑選適切的架構來設計解決方案,並縮短進入市場的時間。

Frankwell:把Arm和RISC-V核心整合在一個SoC的混合式系統(Hybrid systems)發展已久,包括聯發科、Marvell等皆有。把更多功能單元整合進單一晶片有其必要性,譬如智慧型手機的晶片整合逾50顆處理器,從CPU、Wi-Fi、觸控到震動感測功能等,須由不同的處理器負責處理,所以混合式系統相當常見。

RISC-V晶片應用面已從嵌入式到現在的整合產品,未來在晶片設計上將取得更重要的地位。RISC-V的生態系中也有夥伴提供工具鏈(toolchains)與除錯(debugging)服務。

記憶體產品是否採用RISC -V架構?

Mark:是的,希捷(Seagate)和威騰(WD)是這領域著名的業者,同時也在RISC-V International董事會與工作小組扮演重要角色,不僅使用RISC-V且也推動RISC-V的發展方向。

我們知道Western Digital已經開發2項RISC-V設計,並提供給非營利組織Chips Alliance,而且也把這樣的設計做到硬碟晶片上;Seagate則剛發布了他們的SoC。

彈性和快速聚焦需求的特點吸引企業採用RISC-V,且這些企業並非單純參加協會活動,而是更積極在高峰會上演講,並協助設計RISC-V晶片,提供給全世界使用。

台灣有那些公司參與了RISC-V生態系?

Frankwell:RISC-V在台灣仍有許多發展空間。目前除晶心科技外,包含人工智慧(AI)公司耐能(Kneron)、聯發科、台積電等皆是重要的參與者,且台積電扮演重要的角色。以晶心科技為例,已有近30家客戶採用RISC-V架構設計晶片,而且還在增加。

晶心科技是在2005年開始以自己的架構設計RISC產品,2013年開始與柏克萊大學的RISC-V團隊合作,並在2015以創始會員身分加入RISC-V基金會。2019年基金會重組為RISC-V International協會,晶心科技在2020年4月成為董事會成員(目前仍在任期)。

晶心科技積極參與RISC-V International運作與活動,希望藉此讓更多企業了解RISC-V的潛力,也希望未來能有更多台灣企業加入RISC-V International的陣營。(本文由Mark Himelstein與林志明(Frankwell Lin)口述,陳澤嘉、翁書婷、簡琮訓採訪,林昭儀整理)

Mark Himelstein是RISC-V International 技術長,加州大學戴維斯分校電腦科學碩士,史丹佛大學商學院技術長專班結業。曾任職蘋果、昇陽電腦、Quantum等企業。

林志明是晶心科技執行長,RISC-V International董事,交大電子物理系畢業,波特蘭州立大學電機與電腦工程碩士,曾任職聯電、Faraday Technology。

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