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CPU处理器|国产芯片四大件之：全球首款RISC-V DSP即将量产( 二 )


高算力对于RISC-V指令集的芯片是个大挑战 。李任伟说：“基于RISC-V指令集的DSP与巨头公司的DSP在体系结构上有很大的差异，在相同的主频下，RISC-V指令集的DSP性能与巨头公司DSP性能有较大差距 。”
CPU处理器|国产芯片四大件之：全球首款RISC-V DSP即将量产
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其本质原因还是传统的高性能DSP的体系结构是针对DSP算法设计的，其一条指令可以实现诸多复杂功能，而用RISC-V指令来做相同的事情则需要调用多条指令 。
“这对我们而言是非常大的挑战，凭借着我们团队丰富的经验，在最基础RISC-V指令集的基础上，根据算法的特点，抽取定义了很多DSP指令，再加上体系结构方面的大量创新，最终才设计出性能和功耗优异的DSP 。”李任伟表示 。
解决了RISC-V带来的性能挑战，RISC-V指令集的优势也得以突显 。“由于我们只是用了最基础的RISC-V指令集，和自己扩展的指令集，没有向前兼容的问题，再加上RISC-V本身的功耗优势，我们的DSP有功耗优势 。”
李任伟同时表示：“正如RISC-V在每个领域都可以发挥定制化优势一样，在DSP领域也同样如此 。我也认为未来会是领域专用架构的时代 。”
芯片更高的性价比并不意味着就会受到开发者和用户的欢迎，应用生态是更大的挑战 。“我经常说我们其实是站在巨人的肩膀上，如果没有RISC-V社区的贡献，我们想要做出完整的工具链的难度太大 。有了开源的方案，就可以在开源的基础上进行修改和定制，大大降低难度 。”
李任伟说：“为了让用户比较方便的切换，我们也做了很多工作，包括开发环境，界面以及接口等，通过编译器和提供足够多的库，用户基本不用改变习惯就能非常容易地切换到我们的DSP，而且成本很低 。”
先以用户熟悉的方式切换到国产DSP芯片，再逐渐去提升性能，从中低端市场切入，一步步发挥出优势，实现芯片的高端替代 。以中科昊芯为代表的国产DSP芯片公司找到了一条不错的国产替代路线，但突破挑战不小，也需要耐心 。
国产替代浪潮下突破三大巨头的统治
“不管哪个领域，不管高端还是中低端，芯片的国产替代最难的都是应用生态 。”李任伟认为，“之前国内的用户即使想用国内的芯片，也没有选择 。”
如今，国家大力发展国产芯片产业，并提出了明确目标 。2020年8月国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》提出，中国芯片自给率要在2025年达到70% 。
在资金和政策的支持下，包括CPU、GPU、FPGA、DSP在内的国产芯片迎来了巨大的发展机遇，中科昊芯也是在这样的背景下成立 。“对于国产替代更迫切的领域，包括DSP在内的国产芯片的自给率提升会更加容易，比如电力和轨道交通等领域 。”李任伟说道 。
“除了特定的领域，包括工业自动化等市场，国内用户对国产芯片的态度也更加开放 。从去年到今年，我们明显感受到客户接受国产新片的意愿越来越强，包容度也更高了 。”
对于许多用户都担心的国产芯片的稳定性问题，李任伟表示中科昊芯的芯片有严格的测试流程，稳定性没有问题 。
国产芯片还有一个优势，更能满足国内市场需求 。比如越来越受关注的安全性，许多国产芯片都通过硬件的方式增强芯片的安全性 。中科昊芯还可以提供定制化的功能，实现更强的安全性 。
还有一个不容忽视的机遇，包括TI、ADI、NXP在内的三大DSP芯片巨头都普遍缺芯 。DSP芯片并不需要业界最先进的7nm、5nm工艺，国内的芯片代工厂可以代工，并且芯片的封测大部分也在国内进行 。
“如果使用国内成熟的节点，芯片的生产受到的影响会小一些 。缺芯对于国产包括DSP在内的国产芯片确实是一个机会 。”李任伟说 。
小结
与CPU、GPU、FPGA共称为芯片四大件的DSP由于其专用性更强，无论是市场规模还是受关注度都更小 。即便如此，DSP的国产替代对于实现芯片的自主可控和高端替代仍意义重大 。
作为国内为数不多的DSP芯片公司之一，中科昊芯选择的RISC-V指令集能够解决知识产权和应用生态两大挑战 。
但正如李任伟对雷锋网所说，“从最开始定义产品，我们的目标就很明确，同等档次的产品要比国外巨头的DSP性价比更高 。要达成这个目标的难度挺大 。”
值得庆幸的是，中科昊芯去年和今年都有融资，获得了资本的认可，客户目前的反馈也非常正面 。


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