RISC-V AI單板計算機BeagleV技術分析

2021-01-20 電子發燒友

澎峰科技張先軼博 發表於 2021-01-16 09:18 782

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作者：澎峰科技張先軼博士

2021年1月13日，賽昉科技發布了星光AI單板計算機（BeagleV），對於我這種RISC-V和開源技術愛好者來說，是非常關注的事情。BeagleV主要有以下幾個亮點：

1.5GHz的RISC-V多核CPU，可以啟動Linux，當成單板計算機（SBC）來玩 具有一定的AI能力，集成了NVDLA和Starfive自研的NNE引擎 價格還可以，能承受的起，比999刀的HiFive Unleashed便宜多了

今天，拿到了板子的手冊資料，從技術上進行一下分析

CPU部分

當前BeagleV，採用了Starfive的驚鴻7100 RISC-V SoC，目前這個版本是雙核的Sifive U74，支持RV64GC指令集，主頻1.5GHz。之後的版本，會採用四核的U74。

從Sifive的網站上，可以看到4核的U74-mc結構如上圖所示。U74 core採用了，8級流水線，雙發射的超標量架構。每個core配備了32KB的L1指令cache和32KB的L1數據cache。4個U74 core共享了2MB的L2 cache。其中，U74-mc中集成的小核S7，只是做一些管理工作，不進行具體的計算。

U74定位於中檔的處理器核，主要與ARM公司的Cortex-A55對標（A55是雙發射in-order超標量，支持ARMv8.2A指令集）。U74的各種指標還是不錯的，唯一的遺憾就是指令集不支持Vector向量擴展，而A55是有Neon向量擴展指令。

AI部分

BeagleV目前具有兩個AI NPU加速器，一個是開源的NVDLA，一個是Starfive自研的NNE。

NVDLA部分，採用了NVDLA Large的配置，2048個MAC，800MHz，2m sram。int8峰值大概是3.2TOPS。NVDLA已經開源了相應的編譯工具，支持Caffe模型的轉換等。

NVDLA，我個人接觸的不多，從個人感覺來說，工具鏈還是偏老，以轉換Caffe模型為主，對於現在模型訓練以PyTorch和TensorFlow為主的情況，需要不少的額外步驟，而且對於特殊層的支持所需的工作量上，還有待評估。

自研的NNE部分，目前的資料不多，具備1024個MAC，500MHz，int8的峰值大概1.0TOPS。

圖像和語音部分 具備Tensilica-VP6 DSP，600MHz 支持2路的MIPI攝像頭，雙通道ISP，可以達到4K 30FPS 1路HDMI輸出 視頻解碼器，支持H.264/265的解碼，可達4K 60FPS。支持JPEG的編解碼

從規格上看，還是很不錯的，可以做智能攝像頭、AI盒子等類型的應用。特別是集成的VP6，可以做更多非深度學習模型的視覺任務加速。

其他硬體部分 內存分為4GB和8GB的LPDDR4版本。對於SBC來說，4GB已經夠用了，即便跑AI視頻應用也足夠了 無線部分支持2.4GHz Wifi和藍牙4.2 配備4個USB 3.0口。這個是亮點 千兆乙太網 Micro-SD插槽 其他的GPIO，UART等等，我就不贅述了 軟體部分 支持Linux內核5.9.14，未來會遷移到LTS版本 RVBoards開源生態將從OS Kernel，RISC-V Computing Library（RVCL），以及AI platform等方面豐富RISC-V軟體生態環境。 總結

BeagleV的配置還是不錯的，很期待在3月份的正式上市。在寫技術分析的過程中，感覺BeagleV在AI應用方面，存在替代海思Hi3519A的可能性，當然具體的情況還需要實測分析。SBC硬體平臺已經有了，軟體生態還需要進一步完善，與各位小夥伴們共同努力。

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