Kendryte K510三核RISC-V AI处理器,提供高达3 TOPS算力

原文链接:Kendryte K510 tri-core RISC-V AI processor deliver up to 3 TOPS 由Jean-Luc Aufranc撰写。

Kendryte K510 是一款主频高达 800 MHz 的 64 位三核 RISC-V 处理器,其 AI 加速器优于几年前首次在 Kendryte KD233 主板上发布的 400 MHz Kendryte K210 双核 RISC-V AI 处理器。而且搭载该处理器的板子可以像Maxduino 或 Grove AI HAT一样用 Arduino 或 Micropython 十分方便地编程

嘉楠科技(Canaan)在7月9日的2021年世界人工智能大会上正式公布了这款处理器。他们声称K510的性能是K210的3倍,它适用于无人机高清航拍、高清全景视频会议、机器人、STEAM教育、驾驶辅助,工业和专业相机等各类场景。

Kendryte K510框架图
Kendryte K510框架图

他们的新闻稿方面没有太多信息。不过,我从多个来源获取到了更详细的信息,因此我们可以知道 Kendryte K510的规格:

  • 处理器 – 2 个 64 位 RISC-V 处理器 @ 800 MHz,和 1 个 64 位 RISC-V 内核 @ 800 MHz,带 DSP 扩展
  • AI子系统共3个TOPS
    • KPU:通用神经网络引擎(GNNE)
    • 快速傅立叶变换 (FFT):时间抽取 (DIT) 基数 2 FFT/IFFT
    • 语音活动检测 (VAD) 支持 512kHz PDM、16kHz PCM
  • 内存
    • 静态 RAM (SRAM) – 1 MB SRAM0 和 512 KB SRAM1
    • 双倍数据速率 (DDR) – LPDDR3/LPDDR4
  • 存储 I/F – eMMC 闪存、SPI NAND 闪存、3x SD 主机和 1x SD 从块
  • 视频处理单元-H.264编码器,JPEG编码
  • 显示 I/F – MIPI DSI、MIPI DPHY TX、二维引擎和 BT1120
  • 相机接口 – MIPI CSI、MIPI DPHY RX、ISP-2D、ISP-3D 和 FBC
  • 音频——作为接收器和发送器的 PDM/TDM/I2S 模式音频数据
  • 网络 – 10/100/1000Mbps 千兆以太网 MII/RMII/RGMII 接口
  • USB – USB On-the-Go (OTG) 用于单个外围设备的双角色设备控制器。
  • 串口– 4x UART,带 RS485 接口
  • 其他外设
    • 3x SPI 主控制器和 1x SPI 从控制器
    • 32x 通用输入输出口
    • 2 个 4 位 PWM
    • 4 通道 SDMA(系统 DMA)用于 DDR 和 SRAM 之间的事务
    • 16 通道 PDMA(外设 DMA)用于外设和 DDR/SRAM 之间的事务
  • 安全
    • 具有一次性编程(OTP)寄存器
    • 物理防克隆功能 (PUF)
    • 高级加密标准 (AES)
    • 安全散列算法 (SHA)
  • 其他 – 温度传感器:3℃未调整精度(-40℃ 至 100℃)、12 位分辨率和电源管理;RTC、看门狗定时器、6x 32 位定时器
  • 制造工艺 – 28nm
K510 RISC-V AI处理器的典型应用连接图
K510 RISC-V AI处理器的典型应用连接图

Kendryte K510处理器可以从 SPI NAND 闪存、eMMC 闪存、SD 卡,甚至从 UART中启动。虽然Kendryte K210 玩起来很有趣,但性能还是比较有限的。例如在人脸检测/跟踪演示中延时达到15 到 18 fps,这种类型的延迟非常不适合机器人应用。而 Kendryte K510处理器的算力则从 1 TOPS 提高到了 3 TOPS,这肯定有助于需要更快响应时间的应用程序。我暂时还没有看到该处理器每TOPS的功耗是多少瓦。

另外,我得知他们的SDK仍在开发中。由于目前28nm的芯片产量受限,今年可能就会限制在几个K样品中了。因此,它更有可能在 2022 年广泛使用。这意味着低成本 AI 摄像头板的制造商们今年估计就不得不转头寻找其他解决方案了,例如瑞芯微RV1109处理器。

Kendryte AI路线图2020~2024
Kendryte AI路线图2020~2024

嘉楠科技还为 Kendryte AI/AIoT RISC-V 处理器提供了他们到 2025 年的长期发展路线图,其中两个低端处理器K230和K250,分别将在2022 年和2024 年推出。之后,还有两个优于K510的中端处理器(其中之一是K530),以及将于 2023 年以后推出的两个高端边缘处理器 K810和 K830。我猜测它俩会用于 AI 边缘网关。

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