高性能核心与独立AI加速器，RISC-V的边缘智能之路

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在RISC-V IP厂商的眼中，不断推出有竞争力的全新核心产品才是重中之重，同时还要覆盖高性能和高能效两大特性。因为他们想要进军的领域，无论是消费电子、自动驾驶还是工业自动化，针对这两大特性都有不同的落地场景。晶心科技在多年布局后，也终于补全了自己的RISC-V IP阵容，为边缘端提供了高性能和智能的选择。

高性能是RISC-V不变的追求

尽管晶心科技已经是老牌RISC-V IP厂商了，但相比SiFive、芯来科技、平头哥等厂商，晶心依旧缺乏超高性能的RISC-V IP，规格最高也不过是8级流水线的AX45核心。而这一点从去年11月开始已经发生了改变，晶心在Linley秋季处理器大会上公开了全新的AX60系列，包括该系列的首个处理器IP AX65。
AX65是一款多核乱序超标量的处理器，基于4发射13级流水线的设计和7nm的工艺，最大频率可达2.5GHz以上。即便在相同频率下，AX65也能在多数测试中实现AX45两倍的性能。为了与竞品有个更好的比较，我们可以直接以性能测试结果作为对比，AX65可以实现9.17 Coremark /MHz，这个成绩已经好于平头哥玄铁C910 7.1 Coremark/MHz的成绩。

当然这也是因为玄铁C910是一个十二级流水线3发射的设计，规格上本身就存在一定差距。如果与同为13级流水线4发射的SiFive P670对比呢？SiFive并没有公开其Coremark成绩，所以我们换成SPECint2006测试，AX65达到了7 SpecINT2k6/GHz以上的成绩，而SiFive的P670达到了12 SpecINT2k6/GHz以上，能有如此差距也得益于P670核心基于5nm工艺的设计。

晶心科技表示，他们已经在和前期客户进行接洽，相信很快就会有集成AX65核心的产品面世。除此之外，AX60系列微架构下的还会有更多的产品推出，甚至包括符合车规功能安全认证的核心。从已经通过ISO 26262的N25F-SE核心以及FuSa处理器D25F-SE来看，不仅是低能耗的32位核心，晶心科技未来也打算利用高性能的64位处理器核心在汽车领域大展身手。

边缘智能下的RISC-V

如今的边缘智能应用虽然有很多种，但最为普遍的还是用于视觉与语音之类的信号处理，譬如图像识别分类、语音关键词检测、自然语言处理等等。不过决定算力要求的往往并非应用场景，而是设备，因为设备本身的功耗与性能有限，也限制了可能应用的算法。比如TWS耳机这样的设备往往只能用上语音唤醒、语音指令这样的应用，而智能摄像头却可以实现物体检测、姿态检测之类的应用。

RISC-V的扩展已经对AI运算提供了极大的支持，尤其在矢量扩展正式推出后，可应对声音、图像等数字信号处理之类的负载，往往还需要DSP/SIMD指令才能极大地提升性能，这也是尚未定稿的P扩展指令职责所在。
为了进一步提升边缘AI的计算效率，晶心科技推出了晶心深度学习加速器（AnDLA)作为边缘推理的独立硬件，与晶心科技的25、27、45以及60系列处理器核心紧密结合。AnDLA是一个可扩展的多核加速器，集成了DMA和本地共享内存，最高算力可达4TOPS@INT8，并拥有28nm工艺下5TOPS/W以上的能耗表现。

配置128MAC的AnDLA I350与具备矢量处理单元的NX27V相比，前者在ResNet-50上的性能表现是NX27V的15倍，而它的门数却只有NX27V的0.27倍，这意味着如果单论单位面积内的能效表现的话，AnDLA I350可以做到NX27V的57倍。目前AnDLA已经支持了包括ResNet、YOLO、RNN和LSTM在内的多种图像与语音神经网络模型。

单从核心出货量来看，晶心科技无疑是在RISC-V公司中位列前茅的，覆盖的市场也相当广。在MCU、AIoT等领域，先楫半导体、耐能和泰凌微等厂商都有用到晶心科技的核心，其RISC-V产品也出现在了群联的存储控制芯片、瑞萨的汽车芯片和SK电讯的AI芯片中。相信有了AX60系列和AnDLA的补充，晶心科技能为RISC-V在边缘智能上的落地再添一把火。