Imagination推出RISC-V架構(gòu)CPU，對(duì)標(biāo)ARM架構(gòu)MCU+MPU？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）12月6日，國(guó)際領(lǐng)先的半導(dǎo)體和軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）供應(yīng)商Imagination宣布推出Catapult系列RISC-V中央處理器（CPU）產(chǎn)品系列，面向嵌入式微控制、高性能運(yùn)算和汽車功能安全領(lǐng)域。

業(yè)界對(duì)現(xiàn)在的Imagination更熟知的當(dāng)屬其GPU IP，曾經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間被稱為蘋果“御用”的GPU方案供應(yīng)商，當(dāng)然該公司的方案也被英特爾、德州儀器、三星、NEC等公司使用，但蘋果一家公司曾一度貢獻(xiàn)Imagination過(guò)半的營(yíng)收。從2017年下半年到2020年這段時(shí)間，Imagination在GPU方面曾一度失去蘋果這一客戶，但2020 年 1 月 2 日，雙方再次官宣合作，蘋果使用 Imagination 更廣泛的IP，并交納授權(quán)費(fèi)用。

雖然現(xiàn)在看起來(lái)Imagination在PowerVR和IMG系列GPU上面名氣更大，但其實(shí)Imagination一直以來(lái)都在做CPU相關(guān)的探索，也曾經(jīng)主導(dǎo)到MIPS的推廣。

我們都知道2017 年 9 月 22 日，Imagination被具有中資背景的私募基金 Canyon Bridge收購(gòu)。在這之前，該公司曾在MIPS架構(gòu)CPU方面有過(guò)濃墨重彩的一筆。2012年12月份，在贏得和CEVA的競(jìng)爭(zhēng)之后，Imagination于2013年2月份正式宣布以1億美元收購(gòu)了MIPS。

隨后，2013年6月份，Imagination推出了首款MIPS 5系列"Warrior"CPU核心，命名為P5600，面向低功耗的移動(dòng)和嵌入式設(shè)備。按照該公司當(dāng)時(shí)的說(shuō)法，之所以要力推MIPS，就是因?yàn)橄嘈臗PU除了X86和ARM架構(gòu)還有更多的選擇。收購(gòu)之后，Imagination在MIPS Aptiv 系列內(nèi)核方面簽署了多份授權(quán)。

2014年，Imagination發(fā)布了64位的MIPS核心，命名為I6400。2016年更新的I6500則是一款 64 位、多線程、多核、多集群 CPU，已經(jīng)具備了嵌入式到云的可擴(kuò)展性。不過(guò)，在2017年，Imagination將公司進(jìn)行了拆分，GPU相關(guān)業(yè)務(wù)賣給了Canyon Bridge，同一天以6500萬(wàn)美元的價(jià)格出售該公司的全球MIPS CPU業(yè)務(wù)給Tallwood Venture Capital。從此，可以說(shuō)Imagination和MIPS已經(jīng)沒(méi)有關(guān)系了。

不過(guò)很顯然，Imagination并沒(méi)有放棄CPU這項(xiàng)業(yè)務(wù)研究，同時(shí)也沒(méi)有忘記在X86和ARM架構(gòu)之外，給業(yè)界更多的CPU選擇，該公司新系列的CPU基于RISC-V架構(gòu)。RISC-V 是一種免費(fèi)且開(kāi)放的 ISA，在架構(gòu)上提供了一個(gè)新的免費(fèi)、可擴(kuò)展的軟件和硬件自由度。下面這張圖則很好地說(shuō)明了，Imagination為什么會(huì)選擇RISC-V架構(gòu)。

Imagination認(rèn)為，“RISC-V是一種正在改變處理器設(shè)計(jì)的開(kāi)源CPU架構(gòu)，而Imagination基于RISC-V的Catapult CPU可根據(jù)性能、效率或兩者間平衡等各種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行配置，使其適用于更廣泛的市場(chǎng)?！?br />
今年8月份，就有媒體報(bào)道稱，Imagination將基于RISC-V的ISA設(shè)計(jì)重新進(jìn)入CPU市場(chǎng)。Canyon Bridge創(chuàng)始合伙人兼Imagination執(zhí)行主席Ray Bingham當(dāng)時(shí)表示：“我們的GPU架構(gòu)現(xiàn)已贏得了可觀的市場(chǎng)份額，我們將重振Imagination的CPU開(kāi)發(fā)。”

目前，Catapult CPU系列已經(jīng)在Imagination官網(wǎng)上線，包括動(dòng)態(tài)微控制器、實(shí)時(shí)嵌入式CPU、高性能應(yīng)用處理器CPU、和支持汽車功能安全的CPU，均采用多線程架構(gòu)，有32位和64位兩種版本，并且提供了大量的可選項(xiàng)。Imagination特別強(qiáng)調(diào)，Catapult系列中的汽車CPU根據(jù)ISO 26262車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，可為用戶去達(dá)到每個(gè)汽車安全完整性等級(jí)（Automotive Safety Integrity Level，ASIL）而提供一系列CPU解決方案。

根據(jù)Imagination的描述，該系列的MCU已經(jīng)應(yīng)用于該公司客戶SoC中高性能汽車GPU上，并且已經(jīng)出貨；實(shí)時(shí)嵌入式CPU現(xiàn)已上市；高性能應(yīng)用處理器CPU和汽車CPU也將于2022年開(kāi)始陸續(xù)上市。

雖然Imagination指出，Catapult CPU是一種全新的、令人興奮的解決方案，但業(yè)界普遍認(rèn)為，Imagination最新系列的CPU依然是與ARM架構(gòu)微控制器和處理器在正面競(jìng)爭(zhēng)，從產(chǎn)品形態(tài)上來(lái)說(shuō)，也就是我們常說(shuō)的MCU和MPU?；贏RM架構(gòu)的玩家主要有ST、瑞薩、英飛凌、Microchip和TI等，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域和Imagination的Catapult CPU目前看起來(lái)有很大重疊。

為了方便用戶使用Catapult CPU，Imagination提供了功能齊全的軟件開(kāi)發(fā)工具包（SDK），其中包括增強(qiáng)版的、符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建和調(diào)試工具，如GCC、LLVM和GDB、優(yōu)化的C庫(kù)。同時(shí)，Imagination還提供了Catapult Studio，其自己的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）。這些開(kāi)發(fā)資源解決了RISC-V架構(gòu)產(chǎn)品在產(chǎn)品應(yīng)用方面的一些難題。

不過(guò)，在產(chǎn)品推廣方面，除了產(chǎn)品本身的易用性之外，Imagination還需要面對(duì)目前RISC-V自身其他不足帶來(lái)的挑戰(zhàn)，最顯著的就是產(chǎn)品生態(tài)問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用需要解決比ARM架構(gòu)產(chǎn)品更多的挑戰(zhàn)。