เทคโนโลยี Andes: ผู้บุกเบิกอนาคตของ CPU IP RISC-V - Semiwiki

เมื่อวันที่ 13 กันยายน 2021 Andes Technology Corporation ประสบความสำเร็จในการออกเสนอขายหุ้น GDR (Global Depositary Receipt) ต่อสาธารณะในตลาดหลักทรัพย์ลักเซมเบิร์ก ในขณะนั้น ทำให้ Andes เป็นผู้จัดหา IP CPU สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง RISC-V (ISA) สาธารณะระดับสากลเพียงรายเดียว สิ่งนี้ทำให้นักลงทุนทั่วโลกสามารถมีส่วนร่วมในการเติบโตของ Andes ที่คาดการณ์ไว้สำหรับ RISC-V การเพิ่มทุนครั้งนี้จะกระตุ้นให้ Andes ทะเยอทะยานในการเป็นผู้นำในตลาด RISC-V มาตรฐานแบบเปิดที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เติบโตสูง และเปิดกว้าง ในปี 2015 Andes ตระหนักถึงศักยภาพอันมากมายของ RISC-V ISA และได้กลายมาเป็นสมาชิกผู้ก่อตั้งและพรีเมียร์ของ RISC-V International

ณ วันที่ 2 เมษายน 2023 หน่วย: หุ้น, %

ตารางที่ 1. องค์ประกอบของผู้ถือหุ้น Andes Technology Corp

การลงทุนได้รับผลตอบแทนอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสอดคล้องกับการให้สัตยาบันของ RISC-V Vector Extension ในเดือนพฤศจิกายน 2021 เหตุการณ์นี้ถือเป็นจุดเปลี่ยนในวิวัฒนาการของสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง RISC-V ส่วนขยายเวกเตอร์ RISC-V เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่การประมวลผลของศูนย์ข้อมูลเปลี่ยนจากการประมวลผลทั่วไปไปเป็นการประมวลผล AI ซึ่งจัดการชุดข้อมูลขนาดใหญ่มาก การประมวลผลเวกเตอร์เป็นเลิศในการประมวลผลอาร์เรย์ขนาดใหญ่หรือข้อมูลที่มีโครงสร้างอย่างมีประสิทธิภาพ การประมวลผลเวกเตอร์มีศักยภาพที่จะทำให้ RISC-V กลายเป็น ISA ที่สำคัญอันดับถัดไปของโลก

สถาปัตยกรรมแบบขนานสูงของโปรเซสเซอร์เวกเตอร์ช่วยลดเวลาแฝงและโอเวอร์เฮด บรรลุประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้นโดยการใช้ทรัพยากร CPU ให้สูงสุด และลดรอบรอบเดินเบาให้เหลือน้อยที่สุด จึงทำให้ได้ประสิทธิภาพต่อวัตต์ที่สูงขึ้น นอกจากนี้ ฮาร์ดแวร์ที่ใช้หน่วยประมวลผล RISC-V Vector (VPU) และการลงทะเบียนเวกเตอร์ยังง่ายกว่าสถาปัตยกรรมแบบขนานขั้นสูงที่ใช้สำหรับการประมวลผลกราฟิก และ VPU ก็มีโมเดลการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนน้อยกว่ามาก

ทีม R&D ของ Andes ทั้งในการดำเนินงานในอเมริกาเหนือและพนักงานในไต้หวันที่ขยายตัวได้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาสถาปัตยกรรมที่ล้ำสมัยสำหรับโปรเซสเซอร์ RISC-V ระดับไฮเอนด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทั้งสองบรรลุเป้าหมายสำคัญโดยการพัฒนาเครื่องยนต์ RISC-V vector (RVV) ตัวแรกคือ AndesCore™ NX27V โดยอิงตามข้อกำหนด RISC-V International RVV แสดงให้เห็นถึงความคล่องตัวและนวัตกรรมของทีมวิศวกร Andes การออกแบบเสร็จสมบูรณ์ภายในหนึ่งปีและใช้เวอร์ชัน V0.8 ของข้อกำหนดส่วนขยายเวกเตอร์ RISC-V และต่อมาได้รับการปรับเปลี่ยนเป็นเวอร์ชัน V1.0 เมื่อ RVV ได้รับการรับรอง ความสำเร็จนี้นำไปสู่ชัยชนะในการออกแบบ OEM ที่สำคัญๆ สองสามรายการ

เมื่อปีที่แล้วที่การประชุม International Symposium on Computer Architecture (ISCA) 2023 ในเมืองออร์แลนโด รัฐฟลอริดา META ได้นำเสนอรายงานเรื่อง “MTIA: First Generation Silicon Targeting Meta's Recommendation Systems” ซึ่งเป็นโครงการศูนย์ข้อมูลและเซิร์ฟเวอร์ AI ของบริษัท มีองค์ประกอบการประมวลผล (PE) 64 รายการในการออกแบบเซิร์ฟเวอร์ที่รองรับตัวเร่งความเร็วที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของ MRETA PE แต่ละตัวมีโปรเซสเซอร์สองตัว: หนึ่งสเกลาร์และหนึ่งเวกเตอร์ ทั้งคู่เป็น Andes IP ที่วิศวกรของ META ปรับแต่งในระดับสูง โดยใช้ Andes Custom Extensions (ACE) เพื่อสร้างโซลูชันที่ไม่เหมือนใครโดยมีเป้าหมายตามข้อกำหนดการประมวลผล AI เฉพาะของ META

การออกแบบนี้ตรวจสอบประสิทธิภาพของ RISC-V ด้วย Vector Extensions ว่าเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับความต้องการการประมวลผลของศูนย์ข้อมูล AI ในเวลาที่ความต้องการฮาร์ดแวร์การประมวลผลของศูนย์ข้อมูลเพิ่มสูงขึ้น ตาม ข้อมูลเชิงลึกของตลาดในอนาคต' รายงาน “แนวโน้มตลาด CPU สำหรับศูนย์ข้อมูล (2023 ถึง 2033)” ตลาด CPU สำหรับศูนย์ข้อมูลคาดว่าจะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดยได้แรงหนุนจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการประมวลผลแบบคลาวด์ การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ และปัญญาประดิษฐ์ (AI) . ปัจจัยขับเคลื่อนสำคัญของการเติบโตนี้ ได้แก่ ความต้องการการประมวลผลข้อมูลที่เร็วขึ้น ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น และต้นทุนที่ลดลง

ในปี 2021 นอกเหนือจากส่วนขยายเวกเตอร์แล้ว RISC-V International ยังให้สัตยาบันส่วนขยายเพิ่มเติมอีก 11 รายการ รูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงแผนงานผลิตภัณฑ์ Andes เพื่อรองรับส่วนขยายเหล่านี้ ระหว่างทางจนถึงสิ้นปี 2022 N25F-SE, ซีรีส์ 27 และซีรีส์ 45 ได้ถูกส่งมอบแล้ว ในปี 2023 Andes ได้ส่งมอบคอร์ RISC-V ใหม่หกคอร์ออกสู่ตลาด เช่น D25F-SE, D23, N225, NX45V, AX45MPV เช่นเดียวกับ AX65 แผนงานครอบคลุมตั้งแต่โปรเซสเซอร์ RISC-V ระดับเริ่มต้นที่ใช้พลังงานต่ำและมีความปลอดภัยสูง AndesCore™ D23 ไปจนถึง AX65 ซึ่งเป็นรุ่นแรกในซีรีส์ 60 ซึ่งเปิดตัวในไตรมาสที่ 2023 ปี 4 และขณะนี้กำลังจัดส่งสำหรับการออกแบบของลูกค้า

โรดแมป RISC V — รูปที่ 1 โร้ดแมปผลิตภัณฑ์ของ Andes Technology Corp

AX65 เป็นโปรเซสเซอร์ 13 สเตจ 4 ทาง 64 บิตที่ไม่เรียงลำดับ พร้อมโปรไฟล์ RVA 22 (โปรไฟล์ RVA22U64 ระบุคุณสมบัติ ISA ที่พร้อมใช้งานสำหรับสภาพแวดล้อมการดำเนินการโหมดผู้ใช้ในตัวประมวลผลแอปพลิเคชัน 64 บิต) ซีรีส์นี้มาพร้อมกับไปป์ไลน์ 13 สเตจ, การถอดรหัส 4 ไวด์, การดำเนินการที่ไม่อยู่ในคำสั่งทั้ง 8 ไวด์ ซีรีส์นี้มุ่งเป้าไปที่ซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์แอปพลิเคชัน Linux ของการประมวลผล เครือข่าย และตัวควบคุมระดับไฮเอนด์

AX65 อนุญาตให้มีคลัสเตอร์แบบมัลติคอร์ตั้งแต่หนึ่งถึงสี่ถึงแปดคอร์ ประสิทธิภาพระดับโลก โดยทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกา 2.4 กิกะเฮิรตซ์ ในกระบวนการ TSMC ขนาดเจ็ดนาโนเมตร ประสิทธิภาพจำนวนเต็มข้อมูลจำเพาะ (Specint 2006) คือ 8.25 ต่อกิกะเฮิรตซ์ และ SpecFp2006 คือ 10.2 ต่อกิกะเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นประสิทธิภาพ SPEC CPU® 2006 ที่รู้จักกันดีที่สุดพร้อมการออกแบบแคชสองระดับ AX66, AX63 และ AX67 จะถูกส่งมอบหลังจากนั้น

อีกด้านหนึ่งที่ Andes ได้ลงทุนที่สำคัญคือ IP CPU RISC-V เกรดยานยนต์ประสิทธิภาพสูง การเจาะระบบ RISC-V SoCs ในการออกแบบยานยนต์คาดว่าจะสูงถึง 21.4% ภายในปี 2030 ตามข้อมูลของ SHD Group “รายงานตลาด RISC-V: การคาดการณ์การใช้งานในโลกที่แตกต่าง” Andes ได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยด้านการใช้งาน ได้แก่ N25F-SE ซึ่งเป็น IP CPU RISC-V ตามมาตรฐาน ISO 26262 ตัวแรกของโลก; D25F-SE ซึ่งรองรับคำสั่งขยาย DSP; และโปรเซสเซอร์ซีรีส์ 45-SE ที่ตรงตามระดับ ASIL สูงสุด ฟังก์ชัน ASIL D. ACE จะได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มการรองรับโปรเซสเซอร์ซีรีส์ 45

จากความต้องการที่แข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์ Andes RISC-V บริษัทยังคงรักษาผลกำไรและยังคงเติบโตอย่างรวดเร็วต่อไป ตั้งแต่ปี 2021 ถึง 2023 รายได้จาก Andes มีการเติบโตเกือบ 30% สิ่งนี้ได้รับแรงหนุนจากผู้ได้รับใบอนุญาตเชิงพาณิชย์มากกว่า 300 รายและข้อตกลงใบอนุญาตมากกว่า 600 ฉบับที่ลงนามกับลูกค้าที่มีการกระจายทางภูมิศาสตร์ในไต้หวัน จีน เกาหลี ญี่ปุ่น ยุโรป และสหรัฐอเมริกา จำนวนพนักงานทั่วโลกของบริษัทเพิ่มขึ้นเกือบ 70% ในช่วงเวลาเดียวกัน

สรุป

ในยุคที่กำหนดโดยวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีที่รวดเร็ว Andes Technology Corp. ยืนอยู่แถวหน้าของนวัตกรรมในตลาด IP CPU RISC-V ตั้งแต่การบุกเบิกการออกใบรับเงินฝากในต่างประเทศ (GDR) ไปจนถึงความก้าวหน้าที่ก้าวล้ำในสถาปัตยกรรม RISC-V Andes Technology ยังคงกำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรมใหม่และสร้างอนาคตของการประมวลผล เนื่องจากความต้องการโซลูชันคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิภาพสูงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง Andes Technology ยังคงมุ่งมั่นที่จะนำเสนอโซลูชัน RISC-V ที่ไม่มีใครเทียบได้เพื่อขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงที่เปลี่ยนแปลงไปทั่วทั้งภูมิทัศน์เทคโนโลยีทั่วโลก