【導(dǎo)讀】新創(chuàng)公司GreenWaves專為IoT打造的核心處理器據(jù)稱可實(shí)現(xiàn)較ARM Cortex-M0～M7系列核心更高兩倍的能源效率。法國(guó)無(wú)晶圓廠IC設(shè)計(jì)公司GreenWaves Technologies即將投片其GAP8多核心處理器，該公司聲稱這是業(yè)界首款專為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)而設(shè)計(jì)的處理器。
GreenWaves共同創(chuàng)辦人兼工程副總裁Joel Cambonie表示，GAP8可實(shí)現(xiàn)較ARM Cortex-M0到Cortex-M7等核心更高兩倍的能源效率。
GAP8處理器來(lái)自義大利波隆納大學(xué)(Universities of Bologna)與瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETF Zurich)開(kāi)發(fā)的RISC-V開(kāi)放源碼硬體PULP核心技術(shù)轉(zhuǎn)移。GAP8采用8顆PULP核心以及1個(gè)TensorFlow處理器元(TPU)，為基于硬體的模式匹配應(yīng)用加速卷積神經(jīng)網(wǎng)路。
Cambonie介紹，該處理器可透過(guò)C/C++/OpenMP編程，并使用具有擴(kuò)展功能的標(biāo)準(zhǔn)GCC編譯器進(jìn)行編譯。
該芯片計(jì)劃采用臺(tái)積電(TSMC)的55nm 55LP制造制程，預(yù)計(jì)將在今年12月投片。Cambonie在2016年歐洲半導(dǎo)體展(Semicon Europa)展示最新產(chǎn)品時(shí)表示，該芯片預(yù)計(jì)將在2017年2月發(fā)表，根據(jù)模擬測(cè)試結(jié)果顯示，該芯片可達(dá)到12GOPS的原始性能。針對(duì)感測(cè)器中樞類型的應(yīng)用，測(cè)試基準(zhǔn)顯示在1mW功耗下可達(dá)到400MOPS或300mW功耗時(shí)達(dá)到40MOPS的性能。
GAP8處理器可望應(yīng)用于影像分析、動(dòng)作和振動(dòng)分析以及語(yǔ)音辨識(shí)等應(yīng)用。它還可作為軟數(shù)據(jù)機(jī)平臺(tái)，支援多種IoT無(wú)線通訊方案。
它可支援802.15.4g、LTE Cat-M與Cat-N1以及802.11ah (WiFi HaLow)等標(biāo)準(zhǔn)。除了GreenOFDM軟體執(zhí)行于GAP8，據(jù)稱還可讓OFDM傳輸?shù)墓慕档鸵粋€(gè)數(shù)量級(jí)。
超低功耗IoT處理器GAP8內(nèi)建8顆RISC-V核心以及1個(gè)Tensorflow加速器
延伸：有關(guān)RISC-V
RISC-V指令集架構(gòu)最初是加州大學(xué)伯克利分校為幫助學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)架構(gòu)而開(kāi)發(fā)的，但是現(xiàn)在它的創(chuàng)建者們希望將它推向主流，幫助推動(dòng)云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新興市場(chǎng)。
David Patterson 是RISC-V背后負(fù)責(zé)研究的人員之一，他是這個(gè)項(xiàng)目的創(chuàng)造者，他也是上個(gè)世紀(jì)八十年代最初的RISC指令集的創(chuàng)造者。他認(rèn)為這是一個(gè)關(guān)于創(chuàng)新的問(wèn)題。流行的芯片架構(gòu)歷史上已經(jīng)被英特爾、ARM和IBM（雖然IBM已經(jīng)針對(duì)行業(yè)合作伙伴開(kāi)放了一些OpenPower的基礎(chǔ)）等各大公司利用嚴(yán)格的許可證規(guī)則牢牢地鎖死。他認(rèn)為，即使是對(duì)于那些能夠負(fù)擔(dān)得起許可證費(fèi)用的企業(yè)來(lái)說(shuō)，他們得到的指令集可能也是復(fù)雜而臃腫的，需要付出大量的努力才能產(chǎn)生期待中的結(jié)果。
Patterson表示，今天很多處理器的架構(gòu)實(shí)際上都是基于RISC的（包括IBM Power、ARM和MIPS）但是這些企業(yè)都通過(guò)專利制度對(duì)于他稱之為“怪癖”的保護(hù)獲得收益。這些架構(gòu)本質(zhì)上并沒(méi)有什么不同，但是從技術(shù)上說(shuō)卻是不同的，并且需要指令集的操作。ARM——這家公司為高通、蘋果、Marvell和其他一些公司智能手機(jī)芯片以及亞馬遜和谷歌數(shù)據(jù)中心中的芯片提供設(shè)計(jì)技術(shù)——可能是現(xiàn)在最常見(jiàn)的例子。
盡管如此，如果你是一家大公司，并且能夠負(fù)擔(dān)得起從大型芯片廠商那里購(gòu)買許可的費(fèi)用，這也很不錯(cuò)，這些廠商花了很多錢和時(shí)間開(kāi)發(fā)了一些非常好的技術(shù)。但是Patterson似乎一邊看著窗外的小家伙一邊表示——小型的公司或者研究者想要為自己特定的應(yīng)用開(kāi)發(fā)自己的芯片，可是他們沒(méi)有多少錢。這就需要能夠嘗試下面的指令集，實(shí)驗(yàn)芯片設(shè)計(jì)并且公開(kāi)分享自己的工作，而不用擔(dān)心會(huì)違反許可條款。
Patterso表示，“要做到這一點(diǎn)，你必須要有一個(gè)不受限制的指令集。”
事實(shí)上，還有其他的開(kāi)源指令集，包括OpenRISC和SPARC V8，以及IBM的OpenPower和基于MIPS的Prpl等行業(yè)基石。談?wù)摵笳呤欠衲軌虻玫?、或者能夠得到多少?dòng)力——特別是在小型企業(yè)、個(gè)人用戶和大學(xué)之中——現(xiàn)在還為時(shí)尚早。Patterson表示開(kāi)放源代碼社區(qū)從來(lái)也沒(méi)有真正地走上OpenRISC和SPARC V8之路。
Patterson和他的同事兩年前才意識(shí)到他們應(yīng)該嘗試著將RISC-V推廣到教室之外，因?yàn)橛?ldquo;足夠絕望也足夠有興趣”的人問(wèn)他們自己是否能夠獲得它。目前加州大學(xué)伯克利分校已經(jīng)基于RISC-V創(chuàng)造了幾個(gè)核心，其他的一些機(jī)構(gòu)還有多個(gè)項(xiàng)目正在進(jìn)行之中。
Patterson表示RISC-V在很多方面能力更強(qiáng)也更有效率（甚至和一些私有的設(shè)計(jì)相比），現(xiàn)在是一個(gè)理想的時(shí)刻，因?yàn)樗幸粋€(gè)小型的代碼庫(kù)和其他一些功能，這讓它更適合芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)今天能夠主宰計(jì)算世界主要?dú)w功于ARM。隨著連接設(shè)備需求的演變，諸如Raspberry Pi之類的套件日趨成熟以及橫向擴(kuò)展云計(jì)算架構(gòu)的成長(zhǎng)，一個(gè)繁榮的RISC-V的社區(qū)應(yīng)該能夠設(shè)計(jì)出和它們共同進(jìn)化的芯片來(lái)。
Patterson在回答我關(guān)于RISC-V 如何融入現(xiàn)有的開(kāi)源項(xiàng)目——例如Facebook 創(chuàng)造的Open Compute Project的問(wèn)題的時(shí)候表示，“我們認(rèn)為為云計(jì)算設(shè)計(jì)個(gè)性化的硬件是有意義的，它會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)處理器更有效率。”他還表示加州大學(xué)伯克利分校AMPLab實(shí)驗(yàn)室所做的工作是圍繞著數(shù)據(jù)處理和分發(fā)系統(tǒng)的，他認(rèn)為一個(gè)能夠很方便進(jìn)行定制的芯片架構(gòu)還能夠幫助解決容錯(cuò)的問(wèn)題以及64位尋址存儲(chǔ)空間在某些情況下可能出現(xiàn)的不足的問(wèn)題。
Patterson表示，“我認(rèn)為這是會(huì)發(fā)生的。”他表示，“硬件將會(huì)對(duì)客戶和云計(jì)算更具針對(duì)性。”
