【導讀】新創(chuàng )公司GreenWaves專(zhuān)為IoT打造的核心處理器據稱(chēng)可實(shí)現較ARM Cortex-M0~M7系列核心更高兩倍的能源效率。法國無(wú)晶圓廠(chǎng)IC設計公司GreenWaves Technologies即將投片其GAP8多核心處理器,該公司聲稱(chēng)這是業(yè)界首款專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)而設計的處理器。
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,并使用具有擴展功能的標準GCC編譯器進(jìn)行編譯。
該芯片計劃采用臺積電(TSMC)的55nm 55LP制造制程,預計將在今年12月投片。Cambonie在2016年歐洲半導體展(Semicon Europa)展示最新產(chǎn)品時(shí)表示,該芯片預計將在2017年2月發(fā)表,根據模擬測試結果顯示,該芯片可達到12GOPS的原始性能。針對感測器中樞類(lèi)型的應用,測試基準顯示在1mW功耗下可達到400MOPS或300mW功耗時(shí)達到40MOPS的性能。
GAP8處理器可望應用于影像分析、動(dòng)作和振動(dòng)分析以及語(yǔ)音辨識等應用。它還可作為軟數據機平臺,支援多種IoT無(wú)線(xiàn)通訊方案。
它可支援802.15.4g、LTE Cat-M與Cat-N1以及802.11ah (WiFi HaLow)等標準。除了GreenOFDM軟體執行于GAP8,據稱(chēng)還可讓OFDM傳輸的功耗降低一個(gè)數量級。

超低功耗IoT處理器GAP8內建8顆RISC-V核心以及1個(gè)Tensorflow加速器
延伸:有關(guān)RISC-V
RISC-V指令集架構最初是加州大學(xué)伯克利分校為幫助學(xué)生學(xué)習計算機架構而開(kāi)發(fā)的,但是現在它的創(chuàng )建者們希望將它推向主流,幫助推動(dòng)云計算和物聯(lián)網(wǎng)等新興市場(chǎng)。
David Patterson 是RISC-V背后負責研究的人員之一,他是這個(gè)項目的創(chuàng )造者,他也是上個(gè)世紀八十年代最初的RISC指令集的創(chuàng )造者。他認為這是一個(gè)關(guān)于創(chuàng )新的問(wèn)題。流行的芯片架構歷史上已經(jīng)被英特爾、ARM和IBM(雖然IBM已經(jīng)針對行業(yè)合作伙伴開(kāi)放了一些OpenPower的基礎)等各大公司利用嚴格的許可證規則牢牢地鎖死。他認為,即使是對于那些能夠負擔得起許可證費用的企業(yè)來(lái)說(shuō),他們得到的指令集可能也是復雜而臃腫的,需要付出大量的努力才能產(chǎn)生期待中的結果。
Patterson表示,今天很多處理器的架構實(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(zhuān)利制度對于他稱(chēng)之為“怪癖”的保護獲得收益。這些架構本質(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(píng)果、Marvell和其他一些公司智能手機芯片以及亞馬遜和谷歌數據中心中的芯片提供設計技術(shù)——可能是現在最常見(jiàn)的例子。
盡管如此,如果你是一家大公司,并且能夠負擔得起從大型芯片廠(chǎng)商那里購買(mǎi)許可的費用,這也很不錯,這些廠(chǎng)商花了很多錢(qián)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(zhù)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用開(kāi)發(fā)自己的芯片,可是他們沒(méi)有多少錢(qián)。這就需要能夠嘗試下面的指令集,實(shí)驗芯片設計并且公開(kāi)分享自己的工作,而不用擔心會(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(hù)和大學(xué)之中——現在還為時(shí)尚早。Patterson表示開(kāi)放源代碼社區從來(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到他們應該嘗試著(zhù)將RISC-V推廣到教室之外,因為有“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,其他的一些機構還有多個(gè)項目正在進(jìn)行之中。
Patterson表示RISC-V在很多方面能力更強也更有效率(甚至和一些私有的設計相比),現在是一個(gè)理想的時(shí)刻,因為它有一個(gè)小型的代碼庫和其他一些功能,這讓它更適合芯片系統設計,芯片系統設計今天能夠主宰計算世界主要歸功于A(yíng)RM。隨著(zhù)連接設備需求的演變,諸如Raspberry Pi之類(lèi)的套件日趨成熟以及橫向擴展云計算架構的成長(cháng),一個(gè)繁榮的RISC-V的社區應該能夠設計出和它們共同進(jìn)化的芯片來(lái)。
Patterson在回答我關(guān)于RISC-V 如何融入現有的開(kāi)源項目——例如Facebook 創(chuàng )造的Open Compute Project的問(wèn)題的時(shí)候表示,“我們認為為云計算設計個(gè)性化的硬件是有意義的,它會(huì )比標準處理器更有效率。”他還表示加州大學(xué)伯克利分校AMPLab實(shí)驗室所做的工作是圍繞著(zhù)數據處理和分發(fā)系統的,他認為一個(gè)能夠很方便進(jìn)行定制的芯片架構還能夠幫助解決容錯的問(wèn)題以及64位尋址存儲空間在某些情況下可能出現的不足的問(wèn)題。
Patterson表示,“我認為這是會(huì )發(fā)生的。”他表示,“硬件將會(huì )對客戶(hù)和云計算更具針對性。”