最近美国航天局NASA表示将选定下一代的太空微处理用来替代现有的基于PowerPC的处理器。老款的处理器已经被用于从好奇号和毅力号火星漫游车到新的詹姆斯韦伯太空望远镜等航天器的应用。
不久前Microchip已经和NASA签署了一份价值5000万美元的合同，以制造完整的高性能太空计算机（HPSC）。该芯片是为备受瞩目的任务而设计的，包括用于行星探索的航天器以及未来前往月球和火星的载人任务。Microchip表示，这项工作将需要三年时间才能完成。
近日RISC-V IP提供商SiFive也表示NASA也已经选择它为该机构的下一个高性能太空处理器提供核心，这对新兴指令集来说是一个巨大的胜利。
媒体分析Microchip的太空处理器IP或许就是采用SiFive 的核心。
太空处理器的核心将是一个八核SiFive X280 RISC-V矢量优化CPU，加上四个通用RISC-V CPU内核，使其性能比其前身提高了100倍。
SiFive表示，性能的巨大飞跃将有助于为从航天和制导系统到自主漫游车，视觉处理和通信的所有事物带来新的可能性。
NASA的举动也标志着RISC-V生态系统的一个里程碑。HPSC被设计用于几乎所有未来的NASA任务，从行星探测到月球和火星表面任务。
虽然RISC-V是一种开放式指令集架构（ISA），但SiFive正在通过设计RISC-V CPU内核并将其提供给其他公司来建立业务，这些公司将它们与片上系统（SoC）中的其他IP相结合。
RISC-V是一个开放标准，受到全球许多公司的支持。它与Arm和英特尔的x86等封闭的专有架构形成鲜明对比，受制于一家公司的异想天开，SiFive业务开发高级副总裁Jack Kang说。
虽然RISC-V技术正变得越来越普遍，但它仍然是块上的新架构。但这就是为什么SiFive认为它非常适合一个将在NASA使用数十年的平台的部分原因。
但在Jack Kang看来，RISC-V架构是美国宇航局的安全选择。尽管RISC-V周围的生态系统仍处于增长的早期阶段，但它正在迅速扩张。
由于美国宇航局计划使用新款太空级处理器数十年，“选择一种具有长期支持和增长的架构至关重要。” 他指出。“从现在起5年、10年、15年后，哪种架构将拥有最多的工程师、程序员和生态系统？以前的太空计算机是基于20年前开发的专有PowerPC，看看这个架构现在在哪里。"
“RISC-V是一种类似于Arm的简化指令集计算机（RISC）架构，也正在美国大学中站稳脚跟，为国家提供了一个不断增长的人才基础，他们将知道如何使用它，当你从这个角度来看事情时，RISC-V ISA的选择就成为明显的赢家。”Kang表示。
RISC-V的开放性意味着从半导体行业领导者到研究人员，每个人都可以自由地为此做出贡献。Kang说：“RISC-V的开放性也带来了一个非常大的软件开发人员群体，开源社区和商业供应商的生态系统。他们现在都有机会编写将在这些程序中使用的软件。现在，你的代码，如果是最好的，将在太空中使用。
RISC-V（在软件世界中经常与Linux进行比较）已经牢固地确立了自己作为三大ISA之一的地位。近年来，该架构已获得数亿美元的投资，这在很大程度上是由于其开源和免费使用的性质。RISC-V的强大之处在于，您可以添加行业标准和第三方扩展来扩充 CPU 内核，而不受 Arm 和x86 的所有限制。
X280 基于 64 位RISC-V 指令集构建。SiFive 通过添加矢量扩展来调整 RISC-V CPU 内核，从而为数字信号处理 （DSP） 和人工智能 （AI） 工作提供动力。
对于与太空相关的工作负载，SiFive表示，与竞争对手的CPU内核相比，X280的性能提高了几个数量级。
作为5000万美元交易的一部分，Microchip将成为将RISC-V CPU内核安排到空间级SoC中，外围则采用并用NASA所需的内存、网络和接口。
除了速度改进之外，太空处理器还将提供更好的电源效率，这要归功于其在不使用时关闭SoC各个部分的能力。
HPSC也被设计为处理太空飞行的危险。卫星和其他太空系统中的芯片必须能够承受发射时可能造成损坏的剧烈振动和冲击。
此外，电子设备在轨道上和太空中都面临着重大的热管理挑战。必须保护它们免受影响它们在太空中存活多长时间的宽温度波动的影响。
为了长期保持芯片的可靠性和性能，空间芯片通常需要进行辐射加固。辐射造成的损坏可能会导致处理器在太空中运行的灾难性故障。
在这些条件下，现成的处理器不会持续很长时间，就会出现严重故障。因此，关注容错、辐射强化和高可靠性是微芯片的另一个优先事项。
