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嘉楠勘智K230D: 首款基于新32位 RuyiSDK 的AIoT量产芯片

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嘉楠勘智K230D: 首款基于新32位 RuyiSDK 的AIoT量产芯片

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在上期文章中，向大家介绍了《玄铁团队与PLCT实验室联合发布：新32位产品级开源工具链及Linux内核》，本期为大家带来新32位（RV64ILP32）产品化的最新进展：嘉楠勘智K230D。去年，嘉楠推出 K230，它基于玄铁c908 打造，是世界上第一款带有 VECTOR 1.0 的 RISC-V 64位 AIOT 芯片。今年，嘉楠勘智推出更高集成度的 K230D AIoT 芯片，内存由原来外挂 256MB/512MB 改为内封 128MB。原先基于 LP64 ABI 的软件内存开销过大，不再适合 K230D，而新32位技术可同时提升内存与缓存的效率。PLCT实验室联合玄铁团队，一起为 K230D 打造基于新32位的 RuyiSDK，第一次实现新32位 AIoT 产品的落地。相比原先基于 LP64 ABI 的 SDK，新32位 SDK 内存开销下降 30%，同时链表遍历性能提升 20%，兼顾成本和性能。

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达摩院玄铁团队联手嘉楠科技和中科院软件所PLCT实验室，将新32位落地到Banana Pi开源社区的BPI-CANMV-K230D-Zero 开发板，并与PLCT实验室的 RuyiSDK 集成，一起为用户提供便捷的使用体验：

  • 升级 Linux 内核至 6.6、升级工具链

  • 新增32位根系统 和 LVGL

  • 基于 VECTOR 的图形加速

  • 支持 Linux + Nuttx 双系统，大小核任意切换

  • 支持传统64位和新32位，两种系统配置

内核配置：​

传统64位（64LP64）新32位（64ILP32）
内核编译命令make ARCH=riscv k230_defconfig allmake ARCH=riscv k230_defconfig 64ilp32.config all

默认配置差异仅2行：

CONFIG_ARCH_RV64ILP32=y

CONFIG_32BIT=y

内存对比​

下面的视频和图片展示了，传统64位（左）与新32位（右）对比 LVGL 的运行：

k230d_final.jpeg

动态内存对比传统64位 (RV64 LP64)新32位 (RV64 ILP32)
used37MB24MB
静态内存对比传统64位 (RV64 LP64)新32位 (RV64 ILP32)
kernel code10282KB10456KB
rwdata1126KB832KB
rodata5105KB4464KB
bss500KB376KB

相比传统64位，新32位 RuyiSDK 大幅提升内存使用效率，避免了 K230D 产品化中的内存浪费。

性能对比​

由于 LP64 的指针数据类型比 ILP32 大一倍，导致 LP64 的缓存利用率偏低。下面，基于 K230D 对比二者的双向链表遍历性能：

双向链表遍历 （链表节点为4000，遍历50000次结果）​

第一次执行时长第二次执行时长第三次执行时长第四次执行时长第五次执行时长平均执行时长
单位：纳秒单位：秒
LP64387222162834202618503774494961353948499840349405903.728280805
ILP32261474925722618915172680216665289449936828472820362.659727769

结果显示，ILP32 的链表遍历性能显著优于 LP64。

相关资料：​

K230D RuyiSDK：https://github.com/ruyisdk/k230_linux_sdk

（镜像构建详见文档 https://github.com/ruyisdk/k230_linux_sdk/blob/dev/README_zh.md）

K230D 使用说明：https://ruyisdk.org/docs/k230d/intro

结束语

与过往的架构（ARM、x86、MIPS、Sparc）聚焦用户态的思路不同，当前新32位的方案是：基于 RVA20/22/23 Profiles 为 RV64 架构的特权态提供 ILP32 ABI 能力，这是前人未曾走过的新路。自 2024 年 3 月推出新 32 位工具链和 Linux 内核以来，这次终于在 K230D 上实现了产品化，降低了 30% 的内存开销，大幅提升缓存性能，这些成果进一步揭示了新 32 位的产业化价值。我们热切期待开发者们积极参与新32位的开发和完善中，共同提出宝贵的建议和意见，推动新 32 位不断发展。我们致力于建立一个健康和活跃的开源社区，将持续投入资源和精力，确保新32位软件的稳定和可靠，并不断改进和完善其功能和性能。在此，我们也呼吁更多的硬件厂商加入我们的阵营，共同推动新32位嵌入式系统的发展和创新，为行业带来更多机遇。

关于我们​

●   RuyiSDK 是一个由 PLCT Lab 所启动的开源项目，该项目旨在为 RISC-V 开发者提供一个完整的、全家桶式的全功能开发环境，包含从编译、调试到仿真的全套工具，并计划支持市面上主流的 RISC-V 硬件。

●   达摩院玄铁团队持续深耕 RISC-V 技术研发及生态建设，并陆续推出了一系列玄铁处理器，可满足高中低全系列性能需求。玄铁积极拥抱开源，坚持开放创新，已逐渐构建起以 RISC-V 为核心的生态体系，与生态伙伴协同推动 RISC-V 芯片、开发工具、操作系统、应用解决方案等不同层面的软硬一体化发展。全力推动 RISC-V 软硬全栈技术多领域发展落地，加速实现智能时代的万物互联!

●   嘉楠科技（Canaan Inc.）（纳斯达克股票代码：CAN）是一家领先的高性能ASIC芯片设计公司，以“区块链+AI”为多元化经营战略，业务范围涵盖高性能ASIC计算芯片及设备研发、AI芯片及产品开发。作为一家纳斯达克上市公司，嘉楠科技是全球“区块链第一股”，也是第一家在美国上市的中国自主知识产权AI芯片公司。公司愿景：提升社会运行效率，改善人类生活方式。