Arm最大对手，RISC-V是中国的未来
本帖最后由 卡卡西 于 2020-8-10 17:15 编辑中国产的模块正在被很多产品（日本及其他海外国家）采用，最具有代表性的就是在Wi-Fi通信模块（Module）领域比较有名的乐鑫信息科技股份有限公司（以下简称为“Espressif”），其产品在行业内极其有名。我们之前也曾多次提到这家公司的产品。不仅是中国扫地机器人（Robert）、IoT边缘计算机（Edge Computer）“M5STACK”，瑞萨电子的微控制板(Micro Controller Board)“ GR-LYCHEE”也都采用了Espressif的Wi-Fi模块。
另外，中国的厂商推出的LTE模块、Wi-Fi模块、Bluetooth（蓝牙）模块简直是数不胜数，价格低廉、广泛应用于各种领域。其中一个主要特点是我们发现，中国现在对RISC-V的应用越来越多。
本文我们将其中最具有特色的几款产品进行深度解读，首先就是中国SiPEED的AI 模块“M1 AI Module”
搭载RISC-V处理器的AI模块
中国SiPEED的AI 模块“M1 AI Module”进行说明。SiPEED也销售显示屏（Display）、摄像头（Camera）配套（Kit）的“MAiX”系列等产品，图1是M1 AI Module的外观，尺寸仅有1英寸，单面仅有端子，封装面由金属护罩（Shield）覆盖。乍一看与Wi-Fi模块、LTE模块没有什么大的区别。金属护罩上记载着很多重要信息。
图1:使用了RISC-V的SiPEED的“M1 AI Module”。（图片出自：TechanaLye Report）
现在，在CPU领域，手机方面基本采用Arm基准，PC和服务器（Server）等方面基本被Intel的X86基准垄断。在车载、嵌入式用途等方面，各家公司虽然采用了不同的CPU，但都没有达到较大的TAM（Total Addressable Market，即市场规模）。在以上这种比例明确的CPU市场上，RISC-V以开放的战略“上场”了。
全球半导体厂商、机器制造厂商已经公开表示要采用RISC-V，如存储半导体厂商Western Digital、GPU厂商NVIDIA等。另一方面，也有很多中国厂商参与了RISC-V基金（RISC-V Foundation），也就是说中国厂商现在正专注于RISC-V内核（Core）的芯片、产品研发。日本现在有6家公司（公司分别是日立制作所、SONY、NSITEXE、SHC（Software Hardware Consulting）、PEZY Computing、Techana-Lye）是RISC-V基金的成员。
从图1中的模块图片我们可以看出，M1 AI Module搭载了“K210”处理器，也可以进行摄像头AI处理、8 Microphone Audio 处理。CPU上搭载了64bit（比特）版的2个RISC-V内核“RV64GC”。图1上部记载了其主要的功能（在蓝色方形内）。
伴随着以上这些模块和芯片的诞生，RISC-V的实绩也不断提高，同时也增加了其被采用的事例。
图2是拆掉了金属护罩（Shield）的上述模块的封装基板图，左侧是具有RISC-V内核的主处理器（Main Processor），即中国KENDRYTE（嘉楠耘智）的“K210”，基板上还搭载了其他2个功能芯片（被动元件除外）：中国RYCHIP Semiconductor（蕊源半导体）的电源IC（右）、中国Giga Device Semiconductor（兆易科技半导体）的串行快闪存储器（Serial Flash Memory，非挥发性存储器）。如图所示，全部都是中国的芯片。
图2：M1 AI Module的内部几乎都是中国的芯片。（图片出自：TechanaLye report）
KENDRYTE的K210（处理器）和RYCHIP Semiconductor的电源IC也被直接应用于SiPEED的MAiX系列，因此作为组合套件（Kit）销售。
在当前的智能手机领域，其主流是一家制造商（Qualcomm、MediaTek、Samsung Electronics、HiSilicon）“捆绑（Kit）”处理器（Processor）、电源IC、Transceiver （收发器）并进行销售；在通信、Computing Module（计算模块）领域，处理器、电源IC还是分别由不同的厂家提供。比如说，Intel、NVIDIA与Texas Instruments（TI）、Maxim Integrated、罗姆、中国&台湾的电源IC厂商的芯片进行组合的情况比较多。
KENDRYTE和RYCHIP在SiPEED模块方面也取得了一定的实绩，今后，他们应该会按照当前的组合形式继续扩大应用事例。
中国厂商也开始把RISC-V推向FPGA 图3是M1 AI Module以外的SiPEED产品的基板图片，左侧是MAiX系列基板，连接摄像头和显示屏，并进行图像的AI处理（由于带有摄像头等元件，用户可以自己进行组装）。不仅搭载了与图1中的芯片作用相同的元件，还搭载了把USB转换成串行（Serial）的中国WCH的芯片。这个基板上的大部分芯片也都是中国产的。
图3的右边是支持RISC-V的FPGA基板，搭载了一家名为ANLOGIC（安路科技）的中国厂商的FPGA。Display Touch Controller（显示屏触摸控制器）也是中国的NSIWAY（纳芯微）生产的。另外，还搭载了中国的其他3个芯片，中国芯片的比例高达5/7。
图3：SiPEED产品的基板。（图片出自：TechanaLye report）
说起FPGA, Intel（Altera）、Xilinx、Lattice Semiconductor、Microsemi（Microchip Company）等美国企业阵容以压倒性的优势占据首位，如上文提到的一些产品采用了中国的FPGA，其制造工艺虽然稍有些旧（TechanaLye对其进行了详细的测量，并对制造工艺进行了测评），作为“mini FPGA”来使用完全没有问题。
在文章开头，我们提到了中国目前拥有被全球采用的Espressif的模块，此次我们分解的SiPEED的模块几乎都是由中国的芯片构成的，从廉价、高性能（作为Edge处理的话，Spec足够了）的特点来看，今后很有可能成为“第二个Espressif”。
图4：ANLOGIC的FPGA（左）、KENDRYTE的处理器—“K210”。（图片出自：TechanaLye Report）
我们继续看这个产品，图片的左侧是ANLOGIC的FPGA，芯片虽然比较小，FPGA的Logic Area（逻辑区域）、SRAM Area、乘法器Area、DRAM Interface都是分开的，几乎与其他厂商的FPGA拥有同样的构造。
在显微镜下观察，芯片记上有ANLOGIC的公司名、产品开发的年份。从图片我们也可以看出，这个芯片应该是在2016年开发的。此外，从图片我们可以看出，此照片是用药水把线路除去后的“扩散层”。
自开发到现在已经时隔3年，ANLOGIC应该还在进行更加细微化的FPGA的开发，今后，ANLOGIC和其他中国厂商应该还会做出搭载更大的Logic Area（逻辑区域）、SRAM等的高机能的FPGA吧。
图4 的右侧是搭载了RISC-V内核的KENDRYTE的“K210”的开封后的图片。这边也是用药水除去了线路层，可以清晰地看出内部的IP（Intellectual Property）。（此图片稍微有点模糊。）
芯片上记录了设计开发的厂商和年份标识，但是，可以明显看出的是设计开发的厂商并非KENDRYTE，而是别的厂商，是一家在处理器开发方面有丰富经验的厂商。此外，芯片上记录的年份为2017年。
此外，从规格来看，“K210”被认为是双核（Dual Core）的RISC-V，但结果证明此芯片搭载了4个RISC-V内核。如果不开封芯片，以上这些信息就无法获取呀！
提供这种硅的厂商将该产品以四核（Quad Core）的形式发布，而KENDRYTE仅仅公布了其中2个的规格，却以双核的形式使用。很有可能把同一个硅分开使用了。这样的事例也比较多，不能仅靠封装（Package）来判断，如果不开封芯片，确认厂商名、厂商型号、制造年份等信息就可能出现“判断失误”！
不管怎么说，仅采用中国芯片（内部构成可能有不同）的模块正在加速增长。由于也存在一些类似“封装（Package）是中国、内部是其他国家”的情况，所以开封芯片变得越来越重要。TechanaLye 公司不单单依靠封装（Package）下结论，今后也会继续以开封芯片、确认内部的形式进行“真正的解析工作”。
本篇完
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