芯东西（公众号：aichip001）
作者 | ZeR0
编辑 | 漠影
芯东西4月(yue)8日报道，今日，知(zhi)名(ming)半导体IP企业(ye)Imagination Technologies推出全新(xin)RISC-V应用处(chu)理器——Imagination APXM-6200 CPU。
APXM-6200 CPU是(shi)一(yi)款64位按序应用处理器，其双(shuang)发11级指令流(liu)水线可为消费和工业工作负载(zai)提供(gong)同(tong)类产品中最佳的性(xing)能密(mi)度。
客户(hu)可根据性(xing)能(neng)需(xu)求选(xuan)择单核、双核和四(si)核配置(zhi)，并(bing)通过每核功率(lv)控制实现最高系统效率(lv)和缓(huan)存连贯(guan)性(xing)。由于支持RISC-V矢量(liang)扩展(zhan)并(bing)具有(you)专门针(zhen)对(dui)AI加速器的快速数据耦合(he)，这款处理器能(neng)够为AI功能(neng)提供助力。
这是Catapult CPU IP系(xi)列的最(zui)新产品，具有(you)极高的性能(neng)(neng)(neng)密(mi)度、无缝安全性和人工智能(neng)(neng)(neng)（AI）功能(neng)(neng)(neng)，能(neng)(neng)(neng)够运(yun)行Linux和Android等操作(zuo)系(xi)统，适(shi)用于智能(neng)(neng)(neng)、消费和工业应用。
围(wei)绕(rao)APXM-6200 CPU的技术细(xi)节与商用计划等(deng)问题(ti)，Imagination Technologies计算部副总裁(cai)Shreyas Derashri近(jin)日(ri)与芯东西等(deng)媒体(ti)进行(xing)深入交流。
Shreyas Derashri强调道，APXM-6200 CPU不仅是CPU IP，它(ta)汇集了硬件(jian)、软件(jian)、系统、工具、安全以及(ji)整个生(sheng)态系统软件(jian)支持，在性能和信任(ren)度方面都能满足(zu)客户的期望。
在他看来，APXM-6200此(ci)时推(tui)出是最(zui)合适(shi)、最(zui)成熟的。对比同类(lei)产品，APXM-6200包含的集成器更多，同时高(gao)度遵(zun)守RISC-V相关标准，也(ye)有更多授(shou)权的延展指令。
他告诉(su)芯东(dong)西(xi)，RISC-V要想在市场上(shang)取代Arm，需在编译器(qi)方(fang)面展开全方(fang)位工作，并加强对不同架构和操作系(xi)统的支持。Android作为基础操作系(xi)统，其上(shang)运行着众多(duo)应(ying)用(yong)程序，因(yin)此(ci)，RISC-V行业的下一个重(zhong)要步骤就(jiu)是优化这些(xie)应(ying)用(yong)程序，让其以更优的形式表现出(chu)来。
一、应对消费和工业市场三大挑战，性能密度超过Arm Cortex-A53
据(ju)Imagination Technologies计算副总裁Shreyas Derashri分享，消费和工业市场存在三大(da)挑(tiao)战：
1、对成本非常敏感，要(yao)(yao)求芯(xin)片在尽可能(neng)(neng)小(xiao)的面(mian)积(ji)内实现最(zui)高性(xing)能(neng)(neng)。而新(xin)发布的CPU，特别是Arm CPU，性(xing)能(neng)(neng)不断提高，但(dan)代价是需要(yao)(yao)更(geng)大(da)的面(mian)积(ji)，性(xing)能(neng)(neng)密(mi)度和(he)效率都有所下(xia)降。
2、由(you)于系统未集成，内(nei)存和带宽利用(yong)率(lv)未达到最(zui)佳状态。此外(wai)RISC-V还面(mian)临(lin)客户(hu)的信心问题，再加(jia)上开发(fa)RISC-V的公司正在将大量创新(xin)融入其中(zhong)，使得(de)芯片制造商从Arm转向RISC-V 变得(de)更(geng)加(jia)复(fu)杂，因为需要(yao)同时改变硬件(jian)(jian)和软件(jian)(jian)。
3、创企开发新型RISC-V CPU的(de)质量(liang)一直(zhi)是业(ye)界关注问题，这些CPU通常没(mei)有很好的(de)性能、测试(shi)或文档记录，在支(zhi)持(chi)方面(mian)存在挑战。
Shreyas Derashri说，今日推出的APXM-6200 CPU旨在应对这些(xie)挑战，它(ta)具有四大优势(shi)——性能密度，集成系统(tong)带(dai)来的性能优势(shi)，易于从现有的基(ji)于Arm的设(she)计中迁移，符合RISC-V标准配置文(wen)件和核准的扩(kuo)展(zhan)和指(zhi)令。
APXM-6200是一(yi)款64位(wei)11级双(shuang)发CPU，可在(zai)一(yi)个(ge)(ge)SoC中最(zui)多配置(zhi)4个(ge)(ge)内核，也可以为客户提(ti)供(gong)单(dan)核和双(shuang)核配置(zhi)。128位(wei)矢量单(dan)元(yuan)以高效的(de)方式提(ti)供(gong)高达每核64GOPS的(de)矢量性能。
在(zai)其面(mian)积(ji)效(xiao)率配置中，它(ta)比Arm Cortex-A53 小(xiao)约25%，比Cortex-A55小(xiao)近40%，约为Cortex-A510的1/3。
这种尺(chi)寸缩小本(ben)身就降低了客户的芯片成本(ben)。此外，与Arm Cortex-A53、A55、A510相比，APXM-6200性(xing)能更(geng)高(gao)。与市场上其他Arm产品相比，该(gai)CPU IP以更(geng)小的面积(ji)实现了更(geng)高(gao)的性(xing)能，提(ti)供了更(geng)高(gao)的性(xing)能密度。
Shreyas Derashri认为(wei)Cortex-A53仍是Arm最成功(gong)的(de)(de)产品(pin)之一。与Cortex-A53相比(bi)，APXM-6200能够(gou)提供超过2.5倍的(de)(de)性能密(mi)度。
“APXM-6200产品(pin)是一个更加(jia)当(dang)(dang)代化的(de)处理器(qi)，它采(cai)用了矢(shi)量指(zhi)令，展示了当(dang)(dang)今市场上RISC-V CPU所能(neng)提供的(de)最佳(jia)性能(neng)。”他谈道。
他还(hai)提到(dao)Imagination的另一个优势是提供基(ji)于RISC-V的SoC的首选(xuan)GPU。
当构(gou)建CPU时，Imagination会为(wei)客户(hu)提(ti)供附加价值，其(qi)GPU软件驱动程序(xu)不仅移植到了RISC-V，而且还针(zhen)对APXM-6200进行(xing)了优化。
将(jiang)(jiang)Catapult APXM CPU与Imagination GPU结合使用(yong)时，客户可将(jiang)(jiang)图形总(zong)线利用(yong)率提高2倍，内存(cun)流(liu)量(liang)减少(shao)到原来的(de)1/2。这也有助(zhu)于其(qi)客户提高成(cheng)本(ben)优(you)势，因为他们不必(bi)过(guo)度指定内存(cun)或(huo)内部总(zong)线结构。
Imagination展示了(le)两个系统：
图中(zhong)右上方的系(xi)统功能丰富，最(zui)多可包括4个APXM CPU，以及Imagination中(zhong)高(gao)端GPU、实时RTXM-2200，还(hai)有其帧(zhen)缓冲压(ya)缩(suo)技术被集成(cheng)到SoC的各(ge)部分(fen)。
如图右下方所示，对于受限的物联网和工业应(ying)用(yong)(yong)，Imagination设想在(zai)此类用(yong)(yong)例(li)中(zhong)使用(yong)(yong)单核APXM，并配(pei)备(bei)其入门级(ji)Imagination GPU和实时CPU。
二、可从Arm设计轻松迁移，兼顾功能安全和信息安全性
在帮(bang)助客户建立信心方面，Imagination的一个方法是从基于Arm的现有设计(ji)轻松迁移(yi)，提供移(yi)植指(zhi)南、将(jiang)NEON转换(huan)为(wei)RISC-V矢量的专用工具以(yi)及完整的GPU+CPU集(ji)成系统。
Shreyas Derashri说，Imagination正在(zai)大力投资于开(kai)源软(ruan)件(jian)生态系(xi)统，以便(bian)在(zai)APXM-6200硅片(pian)上市时有可用的高性能(neng)软(ruan)件(jian)堆(dui)栈。在(zai)硬件(jian)方面，其工程团队遵循严(yan)格的设(she)计(ji)和验证流程。
Imagination RISC-V解(jie)决方案中的(de)Catapult SDK（软件(jian)(jian)(jian)开(kai)发套件(jian)(jian)(jian)）提供(gong)嵌入式开(kai)发人员为目标应用编写、构(gou)建和调试软件(jian)(jian)(jian)所需要的(de)一切(qie)工(gong)具，包括一套能够提升AI工(gong)作负(fu)载性能的(de)全(quan)新矢量计算(suan)库(ku)。
除了(le)该SDK之外，Imagination还为(wei)微(wei)软流行的Visual Studio Code集成开发环境(jing)（IDE）提供了(le)一个名为(wei)Catapult Studio的扩(kuo)展(zhan)。
任何Visual Studio用(yong)户都可以(yi)访(fang)问该市场，并将该Catapult扩展(zhan)安装到他们的(de)常规开发环境中(zhong)(zhong)。开发人员现在就(jiu)可以(yi)抢在硬(ying)件上(shang)市之前，使(shi)用(yong)其中(zhong)(zhong)所(suo)包含(han)的(de)QEMU（快速仿真器）和 Catapult软(ruan)件模(mo)型来构建和运行RISC-V软(ruan)件。
安(an)全性对于消费和工(gong)业应用至(zhi)关(guan)重要。Imagination提供的(de)集(ji)成(cheng)系(xi)统不仅包括硬件(jian)(jian)IP，还(hai)包括软件(jian)(jian)库、profilers（剖(pou)析器(qi)）、调试(shi)器(qi)和追踪工(gong)具，所(suo)有这些工(gong)具的(de)开(kai)发都考虑(lv)到(dao)了功能安(an)全和信息(xi)安(an)全性。
APXM-6200采用可(ke)与(yu)知名成(cheng)(cheng)熟安(an)全框架无缝(feng)集成(cheng)(cheng)的多域(yu)隔离解决方案，能够(gou)在(zai)不影响安(an)全性(xing)的情(qing)况下(xia)轻松导入到SoC设计中。
Imagination为CPU提(ti)供与TrustZone同(tong)等(deng)的安全解决(jue)方案，因此客户无需对其硬(ying)件基础设(she)施和软件界面(mian)进(jin)行重大(da)改动。
此外，该CPU还具有完整的多(duo)核调试和(he)追踪(zong)架构，以(yi)及先进(jin)的中断控(kong)制(zhi)架构。
Shreyas Derashri说，RISC-V不是(shi)开(kai)(kai)(kai)放源代码(ma)，而(er)是(shi)一(yi)种开(kai)(kai)(kai)放标准(zhun)，如果在开(kai)(kai)(kai)放环境中建(jian)立(li)了完善的(de)(de)安(an)(an)全体(ti)系，就能比(bi)专有(you)或(huo)封闭(bi)的(de)(de)安(an)(an)全架构提(ti)供更好的(de)(de)解(jie)决方(fang)案(an)，因此(ci)拥(yong)有(you)一(yi)个开(kai)(kai)(kai)放的(de)(de)安(an)(an)全解(jie)决方(fang)案(an)对行业来(lai)说是(shi)重要且积极(ji)的(de)(de)。
为(wei)了确保围绕(rao)基于APXM的产品建立更强大的生态系统(tong)支持，Imagination正(zheng)在(zai)实施(shi)经(jing)核准(zhun)的配置(zhi)文件和扩展。APXM-6200将符合RVA 22矢量(liang)和矢量(liang)加密标准(zhun)，并将实施(shi)最新(xin)的批准(zhun)扩展和指令。
APXM-6200支持Android和Linux，预计将被用(yong)(yong)于智能电视、智能家居中(zhong)枢、数字标(biao)牌等设备。其中(zhong)许多(duo)设备还需要使用(yong)(yong)GPU处理图形用(yong)(yong)户界(jie)面。当APXM-6200与(yu)Imagination GPU搭配使用(yong)(yong)时，总线(xian)利用(yong)(yong)率提高了1倍，内存(cun)流量(liang)减少(shao)了一半(ban)。
Shreyas Derashri预测，未来不(bu)会(hui)有(you)RISC-V专属(shu)的一个运行系统(tong)，已有(you)的Linux、Windows、Android等生态系统(tong)会(hui)更多广泛采用(yong)RISC-V。
此外(wai)，Imagination还与Lauterbach、ProvenRun等行业(ye)领军(jun)企业(ye)合作，一同加(jia)快客(ke)户的产品上市(shi)进程，确保他(ta)们(men)能够以(yi)更低(di)的成本实现及时部(bu)署。
三、三大优势加持，CPU产品组合正不断壮大
以GPU IP闻名的Imagination，为何(he)选择打造(zao)RISC-V微(wei)架构？其RISC-V IP有何(he)优(you)势？Shreyas Derashri谈道，Imagination有三个特性：
1、卓越性：公司有30年发展历史(shi)，在(zai)开发及(ji)交付IP产(chan)品方面经验丰(feng)富，质(zhi)量全球领(ling)先。
2、领导力：Imagination在领导RISC-V标准，是(shi)RISE（促进RISC-V软(ruan)件生态的(de)组织）的(de)创始成员，能够(gou)接触到大量(liang)专利的(de)组合。
3、有能力打造集中化、一体化的体系：Imagination拥(yong)有CPU、GPU、AI计算IP产品，能够为客户提供(gong)完整、一体化(hua)的IP解决方案(an)。
此外，Shreyas Derashri说，Imagination是(shi)一(yi)个高度盈利性的(de)企业，有大量的(de)现(xian)金储(chu)备，也做好了(le)准备能够进一(yi)步投资于RISC-V相关的(de)产(chan)品和服务，Imagination未来立志于为市场打造更为成(cheng)熟、更为完(wan)善(shan)的(de)架构。
目前Imagination的CPU团(tuan)队共数(shu)百人，有多年在同一(yi)个(ge)屋(wu)檐下(xia)做CPU设计和验证、建模软件和工具链(lian)方(fang)(fang)面的经(jing)验，能(neng)充分利用其在物理实现、功能(neng)安全和信息(xi)安全方(fang)(fang)面的专(zhuan)业(ye)知(zhi)识(shi)。
其CPU产品组合正不断(duan)壮大：Imagination第一(yi)个(ge)RISC-V MCU已经(jing)过硅验证，正随着BXS GPU一(yi)起发货(huo)；之后又发布实时(shi)CPU RTXM 2200，已授权给多家客户(hu)使用。
在发布APXM-6200后，Imagination接下来即将推(tui)出一个高性(xing)能(neng)的乱序CPU，使其产(chan)品组合更(geng)为成熟和(he)完整。
SHD Group首席分析师(shi)Rich Wawrzyniak预(yu)计到2030年采用RISC-V架构的设(she)(she)备数将超(chao)过160亿，而消(xiao)费(fei)市场是推动这一增长的主要力量，到21世纪(ji)20年代末，每5台(tai)消(xiao)费(fei)电子(zi)设(she)(she)备中就将有一台(tai)搭载RISC-V架构的CPU。
结语：“所有应用领域都有可能被RISC-V所颠覆”
Shreyas Derashri总结说(shuo)，Imagination是一(yi)家可(ke)靠的IP供应商(shang)，拥有30年(nian)经(jing)(jing)验、世界一(yi)流的CPU设计团队，能提供特(te)性良好(hao)、经(jing)(jing)过测试的高质量CPU IP，为从(cong)基于Arm的系(xi)统(tong)轻松迁移提供了可(ke)靠证(zheng)明，并(bing)向(xiang)市场提供软件就绪(xu)的产品。
在他看来(lai)，相比Arm在10年(nian)后才推出最新v9架构，RISC-V领域的创新速(su)度要快得多(duo)。他相信生(sheng)态系统(tong)已经(jing)准(zhun)备好(hao)将APXM-6200等产品推向市场。
就RISC-V未来发展(zhan)态(tai)(tai)势(shi)而言，他认为所(suo)有应(ying)用(yong)领域都有可能被RISC-V所(suo)颠覆(fu)，关(guan)键因素在于哪些生态(tai)(tai)系统会首(shou)先采(cai)用(yong)RISC-V，已经有许多不需要强大生态(tai)(tai)系统的微控(kong)制器正在采(cai)用(yong)RISC-V，下一个前沿领域包括消费类(lei)应(ying)用(yong)，随后几年将(jiang)是移动类(lei)应(ying)用(yong)。
