一家位于加州森尼維爾的小型電子設計公司Micro Magic Inc 。已經設計生產出了一種RISC-V架構CPU，其效率比世界領先的競爭對手高出數倍，同時還保持著不錯的性能。

第一次注意到Micro Magic是EETimes本周的一篇報道，聲稱該公司設計制造出世界上最快的RISC-V CPU。Micro Magic的顧問Andy Huang聲稱，在1.1V電壓下可達到5GHz和13，000CoreMark（一種基準測試工具）。一個運行在標稱值為0.8V的Micro Magic內核可以在4.25GHz上提供11，000 CoreMark，僅消耗200mW。對此，Andy Huang創建了FineSim電路模擬器進行演示，在Odroid板上運行的內核的演示中，在0.8V時達到4.327GHz，在1.1V時達到5.19GHz。

在同一周的晚些時候，Micro Magic宣布同一款CPU在3GHz的情況下可以達到超8000CoreMark，而功率只有69mW。

什么是CoreMark？

在評估Micro Magic的新CPU時，首先要弄清楚什么是CoreMark，以及一個高性能的CPU到底要達到多少CoreMark。CoreMark是由嵌入式微處理器基準評測協會（Embedded Microprocessor Benchmark Consortium）發布的一款簡化的CPU基準測試工具，CoreMark標準的測試方法很簡單，就是在某配置參數組合下單位時間內跑了多少次CoreMark程序，其指標單位為CoreMark/MHz。CoreMark數字越高，意味著性能更高。CoreMark只關注CPU的核心管線（流水線）功能，包括基本的讀/寫、integer和控制操作。從而避免了內存、I/O等方面的系統差異的大多數影響。

嵌入式微處理器基準評測協會（EMBC）是一個具有廣泛行業代表性的組織：英特爾、德州儀器、ARM、Realtek和諾基亞是其中一些比較著名的成員。

既然我們已經了解了這些，為了更好地評估Micro Magic的說法，下一步就是運行我們自己的一些CoreMark基準測試。這里我們所需要做的就是克隆它的GitHub存儲庫，然后發出make 命令-XCFLAGS=“-DMULTITHREAD=8-DUSE_FORK=1” 如果要一次在多個線程/內核上進行測試，則可以選擇帶參數。

用來比較測試的設備是手頭現有的一臺蘋果M1 Mac Mini，以及一臺配備Ryzen 7 4700u的宏碁Swift 3。獲得原始性能分數比獲得真正可比的功率要容易得多。在Ryzen的Linux系統上，我使用實用的turbostat在測試運行時獲取Core和Package電源讀數。

對于Apple M1，我無法使用像turbostat這樣精細的數據，所以對于該平臺，我選擇了整個系統的電量消耗，只是簡單地從測試時的持續讀數中減去了桌面空閑時的讀數。這是非常粗糙的，并且我提醒讀者不要太依賴于僅從這些數字上比較M1和Swift 3的效率——但是對于Micro Magic的新型RISC-VCPU來說，這已經足夠好了。

目前，Micro Magic CPU是單核的，盡管Huang表示可以“輕松”構建25核。Micro Magic提供了3GHz、4.25 GHz和5 GHz時的性能數據。在最高能效的3GHz時鐘頻率下，Micro Magic CPU的得分大約是Ryzen 4700u或Apple M1的CoreMark的四分之一。以最高性能的5GHz，性能超越了兩個對比設備的3分之一。

這足以讓我們知道，Micro Magic芯片目前的形式并不是手機或筆記本用例中傳統的ARM和x86 CPU巨頭的競爭對手，但它已經超越此前的RISC-V。在3GHz的高效時鐘頻率下，Micro Magic CPU的速度幾乎是SiFive的Freedom U540 CPU單線程運行速度的三倍。在5GHz的頻率下，它超過了SiFive的四核心方案。

Odroid板上MicroMagic CPU，在10秒內獲得8200iterations/秒。連接到板上的萬用表的讀數是69mm——根據Micro Magic的說法，這是在運行期間進行的測量，而不是在之后的空閑時間。

大約只有世界級x86和ARM移動處理器的四分之一的性能，Micro Magic CPU聽起來沒什么大不了。但當我們把能源效率考慮在內時，事情就變得瘋狂起來。在生成上述圖表時，我在Ryzen 4700U上使用了核心電源（而不是總封裝電源），并在Gnome3臺式機關閉的情況下進行了測試。對于Apple，我只能訪問整個系統的功耗，因此我從“被測”功耗中減去了“桌面空閑”功耗。

在檢查電源效率時，我測試了單線程和多線程的Apple和AMD CPU。毫不奇怪，當每個可用CPU線程使用一個工作線程時，這兩個部件每瓦產生的性能都會更高。這些都沒有對Micro Magic的能耗領先地位產生太大影響。

在4.25GHz的頻率下，MicroMagic可以用不到三分之一的功率完成Ryzen 4700U相同的工作負載。在3GHz時，這個數字驟降到所需電量的八分之一以下。

Linux操作系統已經支持RISC-V架構——所以對于那些僅僅需要提供良好性能和極高的功耗效率的headless或接近headless的控制器來說，Micro Magic的新CPU很可能已經達到了這一目標。當然，一旦你開始談論整個消費者友好型系統，事情就變得相當復雜了。即使不考慮GPU和LTE調制解調器等硬件因素，基于非arm架構打造一款完整的Android手機也可能是一項復雜的工程。

話雖如此，值得一提的是， Micro Magic的性能已經超過了一些手機的CPU。即使在它所述的頻率下——第一個3GHz頻率，Micro Magic CPU超過高通驍龍820。驍龍820不再是世界級的了，但它也絕不是弱雞，它是三星Galaxy S7美國版的處理器。

如果我們使用EMBC發布的驍龍820單核評分和Anandtech的單核CPU功率測試結果，我們得到大約16000 CoreMark每瓦。這是Ryzen 4700u單線程運行效率的三倍，Ryzen在運行最佳多線程工作負載時略好一些。

換句話說，Micro Magic的原型CPU比一個相當現代但仍然功能強大的智能手機CPU速度快得多，能耗表現也優異的多。

結論

所有這些聽起來都非常令人興奮——Micro Magic的新原型機使用Linux已經在其上運行的指令集，在很小的功率前提下就能提供穩定的智能手機級別的性能。此外，這家公司并不是一個無名小卒。

Micro Magic成立于1995年，以2.6億美元的價格出售給Juniper Networks，并于2004年以原始創始人的名字重生。創始人Mark Santoro和Lee Tavrow最初在Sun Microsystems工作，并領導了開發300MHz SPARC微處理器的團隊。Huang補充：“Santoro也在蘋果公司工作過。”

Micro Magic打算使用IP許可模式向客戶提供新的RISC-V設計。RISC-V只需要當下Arm架構中十分之一的操作碼——進一步簡化了設計問題，因為RISC-V CPU設計可以在航天飛機中運行，與其他設計共享晶圓上的空間。

話雖如此，這將是一項巨大的工程——例如，將一個完整的智能手機生態系統，比如商用Android，轉變為一個新的架構。除了構建操作系統本身（不僅僅是內核，還有用于GPU、Wi-Fi、LTE調制解調器等所有硬件的驅動程序），更多第三方應用程序開發商也需要為新的架構重新編譯他們自己的應用程序。

我們仍然接受Micro Magic的價值。雖然我們看到了一個8200 CoreMark評分的屏幕截圖，以及69mW的電量讀數，但我們并不完全清楚這個電量讀數是否代表了整個基準測試運行。

不過，這仍然是一個令人興奮的進展。新設計不僅表現良好，而且大大打破了功耗記錄，而且在生態上比競爭對手開放得多。與x86、ARM甚至MIPS不同的是，RISC-V是開放的，并在免版稅的許可下提供。
責任編輯：tzh