原标题：凭借其新的RISC-V处理器，SiFive押注计算密度

　　RISC-V 的势头继续增长，因为今年出现了多种利用RISC-V技术的技术和产品。为了迎合这一趋势，今天SiFive 宣布在其基于 RISC-V IP 的处理器的 Performance 系列中增加了两个处理器 - P670 和 P470。

　　在本文中，我们研究了新处理器的详细信息，将它们与 Arm 同类产品进行了比较，并分享了对 SiFive 产品管理高级总监 Drew Barbier 的采访中的见解。

　　SiFive 已将 P670 和 P470 添加到其 RISC-V 处理器 IP 性能系列中。

　　新功能扩展应用重点

　　P670 IP 增加了公司的P600 系列产品线，其中第一个是 P650。该公司在去年的 RISC-V 峰会上提供了 P650 的抢先体验。今天的公告还包括 SiFIve 的 P470 ，该公司之前没有公开分享过。

　　据 Barbier 介绍，新处理器旨在满足对性能和效率的需求，但采用适合小尺寸和大容量系统设计的格式。示例应用包括可穿戴设备、智能家居、工业自动化、AR/VR 和其他消费设备。

　　可穿戴设备是最能说明 Barbier 表示这些新处理器将优于 Arm Cortex 处理器系列的同类产品的用例。

　　P470 和 P670 产品共有许多新功能。两者都支持虚拟化，包括用于加速虚拟化设备 I/O 的单独 IOMMU。处理器基于已批准的 RISC-V 矢量 v1.0 规范实现完整的、无序的 RISC-V 矢量实施。

　　两个处理器共享的其他功能是 RISC-V 矢量加密扩展和 SiFive 的 WorldGuard 系统安全功能。重要的是，这些处理器是市场上第一个支持完全符合 RISC-V RVA22 规范的处理器，Barbier 说。这些处理器还具有新的符合高级中断架构 (AIA) 标准的中断控制器，其中包括对消息信号中断 (MSI) 和虚拟化的更好支持。

　　P670 瞄准可穿戴设备等

　　根据 Barbier 的说法，P670 非常适合高级可穿戴设备、网络、机器人和移动设备等应用。P650 与 P650 的不同之处在于包含一个矢量单元 ALU。具体来说，该处理器具有两个 28 位 Vector ALU，它们符合已批准的 RISC-V Vector v1.0 规范。

　　P670 RISC-V 处理器包括两个符合 RISC-V Vector v1.0 规范的 ALU。

　　P670 在 5 nm 范围内提供 3.4 GHz 的最大频率，从而实现高于 12 SpecINT2k6/GHz 的性能。与传统解决方案相比，该设备提供更高的单线程性能和 2 倍的计算密度。稍后我们将更多地讨论“计算机密度”方面。

　　注重效率的 P470 处理器

　　SiFive 将其新的 P470 定位为“第一个以效率为中心的无序、区域优化、矢量处理器”。与 P670 一样，P470 面向可穿戴设备、消费类和智能家居设备等应用。

　　Barbier 说，P470 比竞争解决方案要小得多，并且针对效率和面积密度进行了优化。他说，当需要高要求的计算和共享计算资源时，P470 还可以作为 P670 处理器的伴侣。

　　P470 在最小的面积和功率范围内提供 5 nm 的最大频率 3.4 GHz，并且大于 8 SpecINT2k6/GHz。该器件提供一个 128 位 RISC-V Vector ALU，符合已批准的 RISC-V Vector v1.0 规范。SiFive 还计划在未来发布 P450——P470 的区域优化版本，不包括矢量单元。

　　所有关于计算密度

　　根据 Barbier 的说法，评估新 P670 和 P470 等嵌入式 IP 处理器的最佳方法是计算密度。考虑到这一点，SiFive 进行了并排比较来说明这些产品是如何叠加的。

　　下面的图表比较了单线程性能，所有这些都是在 7 nm 工艺实现中测量的。“我们这样做是因为我们可以在这里找到带有 Arm 处理器的公开竞争数据，”Barbier 说。“我们可以去购买一些在 7 nm 上实现的芯片拆解和公共设备，我们可以在它们上运行基准测试。”

　　将 SpecINT2006 性能基准和芯片面积相结合，您可以获得计算密度指标，P470 是 Arm Cortex-A55 的 4 倍。(点击图片放大)

　　如上图所示，您可以根据 SpecINT2006 基准测试将 Arm Cortex-A55 与 P470 的单次峰值性能进行比较。您还可以比较两个处理器的裸片面积 (mm2)。“当你将这两个指标结合起来时，我们开始看到在竞争中这些真正显着的性能提升，”巴比尔说。

　　通过获取峰值单线程性能数并将其除以面积，您可以获得计算密度数。“当你这样做时，将 P 470 与 Arm A55 进行比较，就会发现它具有 4 倍的计算密度优势，”Barbier 说。“我们认为这是令人信服的。”

　　P670 计算密度与 Arm Cortex-A78

　　对于新的 P670 处理器，SiFive 选择了 Arm Cortex-A78 处理器来进行计算密度比较。在这种情况下，Barbier 指出他们甚至没有声称 P670 的性能高于 Arm A78。与 A78 相比，它的峰值性能实际上要低一些——大约 5%。

　　将 SiFive 的 P670 RISC-V 处理器与 Arm 的 Cortex-A78 进行比较，P670 的计算机密度提高了 2 倍。(点击图片放大)

　　综上所述，如果您查看 P670 芯片面积，它的面积要小得多。它不到 Arm Cortex A78 面积的一半。“当你把这些放在一起时，我们仍然看到计算密度比 Arm Cortex-A78 提高了 2 倍，”Barbier 说。

　　切换的理由?

　　因为总的来说 RISC-V 技术是新事物，所以设计工程师必须有一个令人信服的理由从像 Arm 系列这样久经考验的真实架构转向新的架构。这些天来比较简单的统计数据(如时钟速度)是不够的。SiFive 的新处理器可能为尺寸限制和性能需求齐头并进的应用提供了一个很好的论据。