芯原微電子
- Advertisment -
「贏向」AIoT時代大商機 RISC-V產業鏈力推共享/共榮
當產業進入PC與智慧手機之後的後手機時代，人工智慧(AI)與物聯網(IoT)結合的AIoT應用成為第三波科技發展浪潮，AIoT時代強調用高效能、低功耗嵌入式系統實現特定AI功能，而開放式指令集的新興嵌入式CPU架構RISC-V，可讓IC設計業者依照需要，增加專用指令集，正迅速在消費電子、通訊與物聯網、電腦運算與儲存、工業應用與影像監控等領域攻城掠地。
台灣RISC-V聯盟為讓相關產業深入瞭解嵌入式系統設計最新趨勢，邀集物聯網領域專家與代表廠商，從策略、技術跟實作等面向，分享RISC-V架構最新進展與市場動態，同時探討嵌入式系統業者如何面對AIoT多元、破碎、少量多樣的市場需求下，最佳的設計趨勢、實作對策與成功案例。
AIoT引領科技典範轉移
IoT帶領科技產業走向新世代，集邦科技董事長劉炯朗(圖1)觀察科技的發展趨勢，1960年代計算機網路崛起，網路在產業中扮演的角色越來越重要，從學術網路高等研究計劃署網路(Advanced Research Projects Agency Network, ARPAnet)到商業的網際網路(Internet)，開啟計算機互聯時代，然後發展到文件交換，再進展到社群網路蓬勃發展，個人行動網路興起，人與人透過網路連結成為常態，下一步將進展到萬物互聯的IoT時代。
圖1 集邦科技董事長劉炯朗認為，科技發展與偉大的研究或發明息息相關，歷屆的諾貝爾物理獎與圖靈獎便紀錄了科技發展的脈絡。
科技發展也與偉大的研究或發明息息相關，劉炯朗認為，歷屆的諾貝爾物理獎與圖靈獎紀錄了科技發展的脈絡，包括：電晶體(Transistor)、積體電路(Integrated Circuit)、光通訊、影像感測器、精簡指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC)、TCP/IP、全球資訊網(World Wide Web, WWW)、人工智慧(AI)、神經網路(Neural Networks)，一步步引領人類資訊科技的步伐。而在IoT世界，硬體架構應該更加開放與精簡，以便將複雜龐大的萬事萬物聯結起來。
開放/共享為RISC-V最大優勢
AIoT無疑是下一波產業的大浪潮，物聯網破碎化的特性，讓軟硬體架構醞釀新的典範轉移，芯原微電子董事長戴偉民(圖2)表示，PC時代的x86架構自主性低、不可控，軟硬體掌握在微軟與Intel手中；因此，行動通訊時代來臨時，訴求省電的RISC架構結合Android系統，以智慧手機為載體，帶領行動通訊時代的發展。物聯網更強調開放，於是從運算核心底層就更開放且架構更為精簡的RISC-V，成為各界看好的物聯網時代硬體主流。
圖2 芯原微電子董事長戴偉民表示，物聯網更強調開放，於是開放且架構更為精簡的RISC-V，成為各界看好的物聯網時代硬體主流。
Arm架構在過去發展的歷程中，建構了一個名為Linaro的產業推動聯盟，配合IBM、Google等大廠，投資大量的金錢和人力，讓Arm的軟硬體架構在聯盟的平台上獲得良好的發展。戴偉民直言，RISC-V產業鏈的完整性與豐富度現階段發展與Arm還有一段差距，希望可以仿造Linaro的模式，推動軟硬體平台與人才的發展。台灣與大陸在AIoT的趨勢之下，可以自身的優勢為基礎，進行緊密的合作，物聯網裝置與商機規模預期將遠大於PC或智慧手機，掌握物聯網的軟硬體架構核心，就能掌握AIoT的發展契機。
RISC-V 2013年發表之後，一直到2016年以後才受到產業矚目，戴偉民指出，其與x86、Arm架構並不存在取代與競爭的問題，透過合作甚至可以共用某些基本指令集，在多樣化的物聯網產業中發展更彈性且具高度成本效益的解決方案，未來RISC-V產業鏈將更加開放，並且強調研究成果共用，以共用推動產業與市場發展。而在中美貿易衝突的背景下，RISC-V本質是一套開放、免費的指令集，定義處理器軟硬體之間的介面規範，相當於一套開放標準。
精簡/開放架構聯結複雜IoT
IoT在Internet與Mobile Internet的基礎上發展，其規模也將更加龐大，而從雲端到邊緣終端，網路結構的複雜度大幅提升，晶心科技技術長蘇泓萌(圖3)說，物聯網是由數百億裝置聯結組成，雲端、霧端、邊緣終端都有各式各樣的平台、場域、應用與裝置，要能在這麼多不同的架構裡互聯互通，需要更開放的架構，RISC-V的基本指令只有四十多條，而且完全開放，透過這類精簡、開放的架構為基礎，才能將複雜的物聯網架構聯結。
圖3 晶心科技技術長蘇泓萌說，RISC-V的基本指令只有四十多條，而且完全開放，可以將複雜的物聯網架構進行良好的聯結。
針對物聯網的發展趨勢，蘇泓萌解釋，IoT裝置需要有效率地處理終端蒐集到的資料、具備長效電池續航力、裝置/通訊安全性、支援雲端運算、創新的應用模式等；而開放式架構也有助於滿足未來更多創新的應用，低功耗則能彈性地進行電源管理，並提升裝置的安全性。RISC-V基金會積極嚴謹管理規格標準，並允許所有參與的會員廠商在特定領域架構(Domain-Specific Architectures, DSA)進行客製化的延伸。
而分析AIoT嵌入式系統架構與RISC-V的應用趨勢，蘇泓萌進一步說明，晶心科技已推出基於RISC-V架構的AndeStar V5系列處理器核心，包括支援Linux的AndesCore A25/AX25，可用在無人機、智慧無線通訊、網通、影像處理、先進駕駛輔助系統(ADAS)、儲存設備、深度學習等範圍；以及有高效浮點運算的AndesCore N25F/NX25F，可用於語音處裡、馬達控制、衛星導航、高精度感測器融合以及高階智慧電表等應用。
產業合作豐實產業鏈為制勝之道
AIoT的發展更強調開放與產業鏈的合作，因此本活動透過產業座談希望凝聚產業發展共識，座談主題為：開放式架構與AIoT產業雙贏策略。由交通大學教授李鎮宜擔任主持人，邀請劉炯朗、戴偉民、蘇泓萌、Cortus台灣分公司總監楊鎮源、台灣西門子數位工業總經理Tino Hildebrand與談(圖4)。對於AIoT裝置強調高效能、低功耗，必須透過彈性、可模組化的硬體架構協助，但從數以百億的終端節點來看，少量多樣與應用破碎化是主要的特色，過去大量標準化的設計架構勢必有所變革，蘇泓萌說，RISC-V的開放特性將持續吸引更多廠商加入，並壯大產業鏈。
圖4 活動透過產業座談希望凝聚產業發展共識，由交通大學教授李鎮宜擔任主持人，座談主題為:開放式架構與AIoT產業雙贏策略。
再者，開放式架構RISC-V產業鏈的建立與串連更是一大重點，戴偉民建議可以學校教育為基礎，建設像Linaro一樣的產業生態系，在各領域吸引更多廠商投入與發展，並貢獻研發成果。而在多樣化的應用領域上，Tino...
戴偉民：RISC-V產業鏈開創AIoT開放架構典範轉移
PC時代WinTel的軟硬體架構在PC/NB產品上主導資通訊產業發展，其後行動通訊接手成為下一個主流，Android與ARM成為智慧型手機的兩大支柱；而進入人工智慧與物聯網時代，下世代的軟硬體架構變革，將由強調自主、可控、繁榮、創新的RISC-V架構，帶領開創智慧與聯網無所不在的全新AIoT時代。
AIoT無疑是下一波產業的大浪潮，物聯網破碎化的特性，讓軟硬體架構醞釀新的典範轉移，芯原微電子董事長戴偉民在Computex 2019由台灣RISC-V聯盟、台灣物聯網產業技術協會主辦的「2019 新嵌入式智慧解決方案論壇 RISC-V x AIOT/5G」研討會中表示，PC時代的x86架構自主性低、不可控，軟硬體掌握在微軟與Intel手中，導致行動通訊時代來臨時，省電的RISC架構結合開放的Android系統，以智慧型手機為載體，帶領行動通訊時代的發展。物聯網更強調開放，於是從運算核心底層就開放的RISC-V架構，成為各界看好的物聯網時代硬體架構主流。
芯原微電子董事長戴偉民表示，從運算核心底層就開放的RISC-V架構，被看好成為物聯網時代新硬體架構主流。
Arm架構在過去發展的歷程中，建構了一個名為Linaro的產業推動聯盟，配合IBM、Google等大廠，投資大量的金錢和人力，讓Arm的軟硬體架構在聯盟的平台上獲得良好的發展。並透過大學校園的推廣，主動提供工具、教材與設備，讓學生在養成階段長期接觸Arm架構，成為後來市場推廣最好的種子。戴偉民直言，RISC-V產業鏈的完整性與豐富度現階段發展與Arm還有一段差距，希望可以仿造Linaro的模式，推動軟硬體平台與人才的發展。
1979年，美國加州大學伯克萊分校的David Patterson教授提出了RISC概念，也就是精簡指令集架構，2010年，該校研究團隊推出RISC-V指令集，也就是第五代RISC架構，2014年，正式發布第一版RISC-V用戶手冊，2015年，非盈利性組織RISC-V基金會成立，已有150餘家會員企業，並陸續推出商業化產品，2016年，RISC-V成為印度的事實國家指令集；美國、歐洲、俄羅斯等國家開始全國推行，戴偉民解釋，2018年RISC-V在中國逐步商業化，如杭州中天微CK902，華米黃山1號晶片的推出都是採用RISC-V架構。
RISC-V架構強調自主、可控、繁榮、創新，已獲得許多廠商支持。
2018年10月，中國RISC-V產業聯盟在上海成立，當地政府還推出RISC-V的扶植政策，戴偉民分析，IoT的破碎化和AI需要的異構運算，是RISC-V崛起的良機，Arm架構很難因應萬物聯網的多樣性軟硬體架構，完全開放的RISC-V架構，可以有許多廠商在共同的開放性基礎上，發展專用的硬體核心與軟體平台。根據非正式的統計，中國已經有超過300家公司在關注RISC-V或以RISC-V指令集進行產品開發。
台灣與大陸在AIoT的趨勢之下，可以自身的優勢為基礎，進行緊密的合作，戴偉民解釋，物聯網裝置與商機將遠大於PC或智慧型手機，掌握物聯網的軟硬體架構核心，就能掌握AIoT的發展機會。RISC-V才剛起步，與x86、Arm架構並不存在取代與競爭的問題，透過合作甚至可以共用某些基本指令集，在多樣化的物聯網產業中發展更彈性且高度成本效益的解決方案。