【原创】意义重大!全球首款RISC-V单板计算机发布了!

winniewei 提交于 周一, 01/18/2021
【原创】意义重大!全球首款RISC-V单板计算机发布了!

作者:张国斌

【原创】意义重大!全球首款RISC-V单板计算机发布了!

自由软件之“父”——Richard. M. Stallman(上图)曾有一个梦想:“某一天,自由设计的数字硬件可能是唯一可以让自由系统运行的平台。让我们专注于在那一天之前拥有必要的自由硬件设计,并希望我们有方法为所有用户将它们足够便宜地装配出来。如果你设计硬件,请让你的设计变得自由。如果你使用硬件,请催促公司们并向其施压,让他们使硬件设计变得自由。”这里的自由硬件指一种允许用户使用(即,在其指导下装配硬件)和复制并免费或收费地再分发的设计方案,这种设计方案必须提供和自由软件一致的四项基本自由。而所谓自由软件的自由是指用户有使用软件的自由和复制并再分发软件的自由。

在RISC-V处理器没有诞生之前,这位大神的梦想遥遥无期!---因为所有的硬件都是这样的流程设计出来的: 芯片企业设计芯片----方案公司基于芯片设计PCB硬件----系统厂商基于PCB板完成产品。这些硬件都是基于给定的芯片完成设计,系统端是无法改变芯片设计的,即便有人提出开源硬件的口号,那也是仅仅开源了硬件中的一些算法和程序而已,不是真正的硬件开源!

但在RISC-V处理器横空出世之后,这个梦想可以实现了!(ISA)指令集开源的RISC-V处理器让处理器设计门槛大幅度降低,而且设计团队可以方便地设计出真正满足自己需求的处理器!自由硬件的梦想不再遥远!

1月13日,一个“小小”的发布开启了自由硬件时代的大幕。

1月13日,RISC-V处理器主流供应商——赛昉科技有限公司联合合作伙伴Seeed、BeagleBoard发布了2021年首款重磅产品!——基于RISC-V处理器对的星光AI单板计算机(合作伙伴BeagleBoard和Seeed将基于星光以BeagleVTM的名字进行全球推广),该产品是全球首款用于边缘计算的、为Linux操作系统量身定做的RISC-V AI单板计算机。星光的问世,是RISC-V应用领域的一大突破,也是RISC-V 结合AI应用进入单板计算机领域的里程碑,另外它也是开启自由硬件设计的一把钥匙!

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星光AI单板计算机

赛昉科技有限公司CEO徐滔表示该单板计算机基于赛昉科技去年发布的惊鸿7100,惊鸿7100是全球首款基于RISC-V集深度学习、图像处理、语音识别、机器视觉为一体的多功能平台SoC,该芯片搭载了四核CPU,共享2MB的二级缓存,工作频率可达1.5GHz,可支持Linux操作系统。

而赛昉科技自主研发的ISP可以适配主流的Camera Sensor,能实时处理4K分辨率的图像,实现视觉应用和神经网络算法的部署优化,完成各种复杂的视频图像处理与智能视觉计算,满足EDGE端的多种视觉实时性处理需求。该平台可用于工业机械、数据中心、人工智能AI及边缘云端计算等领域。

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“本次发布的星光单板计算机尺寸非常小,只有85mm×70mm大小,星光有两个版本--4G内存和8G内存,4G内存的售价119美金,8G内存的售价是149美金,这个价格是非常亲民的,我们相信这么亲民的价格可以让星光大规模应用成为可能。”徐韬指出,“惊鸿、天枢和星光的关系如下图所示,这张产业链生态图中最下面是ISA,就是RISC-V,就是指令集,ISA就是软硬件接口,它是开源的。天枢处理器是基于RISC-V的内核,它是IP,而惊鸿7100是基于RISC-V的芯片,星光AI单板计算机是基于惊鸿7100的系统,虽然这三个产品形态非常不一样,但是它们都是紧紧围绕RISC-V的生态而开发的产品。”

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徐韬表示星光是由赛昉科技与知名的开源硬件方案商及分销商Seeed,以及开源社区运营商BeagleBoard共同合作开发而成。此次三方强强联手,将极大地推动中国及全球RISC-V社区的发展,满足长久以来业界对RISC-V应用领域开发板的强烈需求,并且还将极大地助推RISC-V软硬件生态的发展。对RISC-V的技术和产品的更新迭代具有重要的意义。

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●开源芯片构建新型生产关系●

而Seeed CEO 潘昊则自认为基于开源芯片则构建出了一种新型的生产关系,他认为星光的发布是一个非常重要的里程碑事件,他认为未来中国凭借非常丰富的工程师资源和能力,可以成为与全世界共创的一个基础平台,借助开源芯片我们正在形成一个新的生产关系。

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他表示从08年开始柴火空间已经为全球的开发者提供了超过2000种最基础的硬件开发模块,每年通过服务帮助超过15万人次的开发者!柴火空间在全球100多个国家有各种各样的分销商、代理商,到目前为止已经有35万直接客户,仅2020年一年就销售了200多万件各种开源组件!

他表示在这些服务过程中,他深切地感受到了开源的大趋势。

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"如果我们把整个IT演进的进程用开源和闭源分隔开的话会有一个非常有趣的趋势。在2000年以前不管是软件还是硬件都是按照产品去销售的,大家都买过光盘或者一些软盘,承载着一些软件,它是以拷贝的方式出售的。2000年以后随着互联网的发展,随着大家对软件的需求越来越碎片化越来越灵活,就开始有更多的开源的方式去提供软件,并且以订阅的方式来去分发和同步。”他指出,“RISC-V也是在这一个过程当中得到快速发展,目前90%的云计算软件架构已经完全开源。而开源硬件在2005年以后成为全球趋势,最开始是从MCU开始,让一些没有技术背景的人做自己的设备。然后延伸到边缘领域,微型工业计算机,再往后是越来越多的硬件开源,开源能够极大程度的降低教育成本,让很多创新快速发生。但在整个开源事件里面有一个非常尴尬而痛苦的点,就是在于我们无论软件、硬件如何开源,但芯片是不开源的,它的指令集在绝大多数时候是基于英特尔、ARM这样一个相对封闭、相对IP化和产品化的方式去提供的。直到今天,有了RISC-V,才实现了从软件到硬件到芯片,一个完全开源的计算机出现!”

他指出开源和闭源是两个完全不同的生态,在闭源的生态下面像英特尔、ARM自己生产CPU或者授权IP给别人生产CPU,推动设备厂商把新的算力带给消费者。这件事情在云时代、个人PC时代是成立的,因为那时我们需要的设备相对单一,使用的主体基本是人类,但是当我们进入物联网,进入了AIOT这样多元化时代后,你很难预测下一个爆品、下一个新兴的需求是什么,这个时候我们需要行业告诉我们信息,因为行业可能拥有数以万计、数以千万计、数以亿计的计算需求,它自己就是渠道,自己就是最大的客户,它应该反向,根据它自己的需求,跳过所有的中间贸易环节去定制一个硬件,当这个需求到一定程度的时候他应该再进一步去定制一颗芯片,“我们已经进入到不再是由技术推动变革,而是用需求去推动技术的应用的一个时代。在物联网时代其实就像互联网对软件的需求一样,会有更多的多元化的要求。”他强调。

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他认为开源的价值体现在两个方面,大第一方面开源可以促进开发者之间的协作,能够高效的去服务一些细分市场需求,传统上,20年前如果你要找一个芯片厂商,找一个硬件厂商进行方案的的早期探索其教育成本是极其高的,并需要花费很长时间去获得支持,而开源可以让这件事情变得非常简单。第二方面是当我们在质疑各种科技进步带来的变化时,我们是没有能力去讨论和判断这个科技的善恶的,但开源其实是去捍卫每一个人或者每个国家去习得科技、使用科技的权利。

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“所以今天在RISC-V的架构下面它是第一款使用级别的Linux电脑,但我希望它不只是一款产品,代表了一个时代的开始。之前RISC-V已经有一些开发版或者一些应用,但是它离消费者和普通物联网应用比较远,或是因为性能不够 ,或是因为价格太贵,今天星光带来了什么?”他强调,“惊鸿7100 是64核64位的RISC-V处理芯片,其1.5G的运行速度已经不输于市面上最主流、最强劲的单板计算机,并且它内置了NNE的神经网络引擎,ISP,视频编解码,能够非常轻松处理4K以上的视频,拥有大家可以买到的最好的GPU--Imagination图形加速器,且带4G、8G的内存,3.2G的DDR通道,这已经完全是一个主流电脑的配置,你可以用它完成大部分Linux日常操作,包括一些云端计算。最重要的是RISC-V对整个开源的理解,它跟Linux主流发行版本兼容的,意味着Linux背后巨大的生态,不光是现在到未来都可以非常安全的运行在这样一个硬件上!我们正在跟更多的平台一起协作,共建一个完全开源的软件到硬件的生态。”

潘昊指出星光单板计算机还有极其丰富的接口,且自带WIFI,这意味着它可以很方便的去做边缘计算,可以直接在其上加入很多新传感器,也可以扩展成一个网关,堪称是有史以来开源程度最高的一款SPC。“这样的东西只卖119美金,折合人民币868块钱,几百块钱可以获得一个完全开源的Linux电脑。高配版本149美金,1098元,全球范围内我们没有如此性价比高,可以使用级别的单板计算机,今天我们有了!”他激动地说。

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他进一步解释说,在传统上,我们都是在等着别人告诉我们这个设备是什么,我只是选择购买与否,过程是比较复杂的,需求从一个想法开始,首先要把它形成一个硬件原型叫做EVT,然后是一个工程的样板,实现了从0到1,然后再到小批量生产,100片、200片、1000片。。。。先在一些局部的场合、局部的用户去试用,然后再开始到大批量、导入产线,然后到全球去供应,这个过程过去是非常长的,而且需要各种各样的人才的介入协作,而今天这个事情也因为开源而改变。因为大家都基于共同的开源硬件去设计设备,你的物料、工艺甚至供应商、人才是完全可以复用的,你所做的事情就是告诉去增加什么,然后快速的整合在一起。

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由于中国拥有最完整的最丰富的品质、工程、控制体系和人才,所以说这样的一个新硬件产生它已经从过去极其耗资耗力耗时,到今天我们只需要几个小时就能够基于开源硬件形成一个样板,在几天时间我们就可以做出一个样板,小批量只需要几周时间。这个速度能够满足硬件在物联网需求下的快速迭代,“这样的事情不是独享的,我们通过一个社区与全球的科技创新力量在协作,它也不是只服务于信息产业,而是在服务于更多的传统的应用,农业、交通、工业、能源等等。”他指出。“这次合作,赛昉科技是我们的领头羊,提供最核心的引擎CPU,基于这个芯片,BeagleBoard来定义这个硬件的功能、外壳、应用等等,并且通过社区跟全球的软硬件开发者去互动。矽递科技作为领先的硬件孵化平台,帮助这些新兴的应用快速变成设备,并且帮助这样的一些项目成长,反向跟赛昉科技一起去探索去设计下一代的芯片。我们希望这样的一个新生代内核能够形成一个飞轮,不断的旋转,不转的扩大它的影响力,让更多的人参与进来,让更多的用户去使用这样完全开源的计算体系。希望星光能够支持全球开发者的数字化转型,能够赋能更深入的传统产业升级。”

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徐滔表示RISC-V是过去十年计算机领域里面最伟大、最重要的创新,计算机体系架构实际上是一个很古老的或者说是一个很成熟的领域,IBM360是有56年历史的架构,IBM360目前仍在银行系统里面为大家继续努力,我们熟悉的是电脑,其CPU基于英特人1978年发明的X86架构,到目前已经有40多年的历史。ARM架构也有30多年历史了,而RISC-V其实只有10年历史,为什么它能够和这么多古老的架构PK呢,因为虽然它那么年轻,但它是开源的,IBM也好,ARM也好,X86也好都是属于这几个公司。

而RISC-V是它是开放指令集架构,有很多的软件公司在基于RISC-V这个标准上面进行开发软件,同样有很多硬件公司基于这个标准上开发硬件。只要大家都遵守同一个标准,这个软件就可以跑在任何遵守同样标准的硬件上面,这样RISC-V社区就会非常繁荣,整个RISC-V行业就会出现一个充分竞争的景象。充分竞争会越做越好,所以整个业界都认为RISC-V以后一定会像X86那样繁荣。

一些业内人士说RISC-V还缺乏领军大型IC公司的支持,但在这次发布会上,我们注意到紫光展锐亲临现场支持RISC-V架构。

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紫光展锐市场部副总裁夏晓菲也表示紫光展锐一向支持开源,开源不但可以讲点成本,它还能让所有的技术公司,所有的自由开发者知识得以积累,这种积累的结果就导致生态繁荣,生态繁荣就反过来继续推进着技术的进步,这也是整个开源体制能够在长跑中逐渐跑赢整个封闭体制一个重要的因素,他认为星光计算机发布后续能为开发者创造更多的在开源的处理器上进行生态开发的机会。

他透露展锐有有两款基于RISC-V的蓝牙的产品其实也已经成功量产。“把AI放进SoC以后,一颗芯片里面有CPU、GPU,由于处理图片CPU有CPU的算法,GPU有GPU的算法,一起共同处理一张图片也太复杂,如果引入RISC-V以后,能不能跟AI结合起来做一些定制化处理,这样能够让我们的架构更加简单,这可能是RISC-V在后续发展中很差异化点。”他指出,“我们理解RISC-V发展的一个方面是对标现有的处理器内核,是跟现有的这些核去做对标,跟它比性能、功耗、体积等,从展锐角度来讲,我们积累的知识的理解能反过来去反哺RISC-V整个处理器发展,这是我们希望在上面做一些差异化的创新,能够更好贴合使用场景。”   

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在本次发布会上,赛昉科技和紫光展锐还签订了合作协议,夏晓菲表示RISC-V也是我们整个国产芯片、国产处理器发展的一个机会,很高兴能跟赛昉科技合作,紫光展锐和赛昉和有力的互补关系,赛昉科技是RISC-V领域是国内龙头企业,而紫光展锐在消费电子、工业电子全系列产品上有非常强的优势,两家合作能把整个的开源体制以及RISC-V的处理器能力持续往前推进,他希望赛昉科技在RISC-V的长跑当中获胜。

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香港中华煤气集团旗下的港华能源也跟赛昉科技签订了合作协议,中华煤气CEO邱建杭表示希望通过合作推动智慧能源发展,一家有150多年的能源企业与赛昉合作也昭示了RISC-V确实有强大的影响力。

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徐滔表示30年前是芯片为王的时代,厂商做什么芯片,下游厂商就怎么用,芯片厂商主导一切,30年过去了,芯片发展迅猛,芯片的用量呈几何指数上升,我们已经到了一个应用场景决定软件,软件定义芯片的新时代!

“我相信中国RISC-V的声音在世界上能够讲得响,能够讲得出来,为这一点而努力,我相信赛昉科技一定能够砥砺前行,能够肩负起担任领导中国RISC-V生态的重任,为中国的集成电路事业,为中国的半导体事业添砖加瓦!”他强调。

注:本文为原创文章,转载请注明作者及来源

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