大家好,我是写代码的篮球球痴。
上次聊了乐鑫的张瑞安,一个新加坡人跑到上海,把 WiFi 芯片做到 5 美元、全球出货十几亿颗。今天咱们接着这条线往下挖——你天天烧录的那颗 ESP32,里面的 CPU 核,到底是谁家的?
很多人会下意识答:ARM 吧?或者现在不都 RISC-V 了嘛。
都不是。
ESP8266、ESP32 里那颗 CPU 核,叫 Xtensa。它既不是 ARM,也不是 RISC-V,而是一家叫 Tensilica 的公司搞出来的"可配置处理器"。
而这家公司背后的人,履历炸裂到离谱——哈佛物理本科、斯坦福电子工程博士、联合创办了 MIPS、被 EE Times 评为"影响半导体行业的十大杰出人物之一"。
他叫 Chris Rowen。今天就聊聊他,和他那个"让人人都能定制 CPU"的疯狂想法。
1. 哈佛学物理,斯坦福读到博士,顺手帮忙创办了MIPS
先看履历,你就知道这哥们不是一般人。
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时间 |
经历 |
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1970年代末 |
哈佛大学物理学学士 |
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70年代末 |
加入 Intel,做前沿技术开发 |
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80年代初 |
斯坦福大学电气工程硕士、博士 |
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1984年 |
协助创办 MIPS 计算机系统公司 |
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1990年代 |
MIPS 被 SGI 收购后,任 SGI 欧洲 CTO |
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1996年 |
加入 Synopsys,任设计复用事业部总经理 |
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1997年 |
创办 Tensilica |
注意第四行——1984 年协助创办 MIPS。
搞计算机体系结构的同学,看到 MIPS 应该就坐直了。那可是 RISC 架构的奠基者之一,斯坦福 John Hennessy(后来的图灵奖得主、斯坦福校长)的心血。Chris Rowen 就是这个圈子里出来的人,RISC 架构最早的一批拓荒者。
一个学物理出身的人,跑去搞处理器,还参与了 MIPS 的诞生。这种背景,放在今天的芯片圈也是顶配。
2. 他在Synopsys想明白了一件事:CPU为什么不能"定制"?
故事的转折,发生在 Synopsys。
1996 年,Chris 回到加州,加入 EDA 巨头 Synopsys,负责"设计复用"。简单说,就是研究怎么把芯片里的 IP 模块复用起来,提升设计效率。
干着干着,他发现了一个传统芯片设计里特别拧巴的事。
那个年代做 SoC,流程是这样的:先把处理器核设计死,做成一颗通用 CPU;然后应用工程师再用开发工具去配置——cache 多大、总线多宽、要不要 FPU、要不要 DSP 引擎、几个中断……
Chris 觉得这事儿反了。
为什么不能把"配置"这一步,前置到内核设计阶段?让你需要什么样的 CPU,就直接生成什么样的 CPU?
你品品这个想法。传统 CPU 是"先造好,你来适应它";Chris 想要的是"你说要什么,它来适应你"。
这就是后来响彻芯片 IP 界的概念——可配置处理器(Configurable Processor)。
说白了:让 CPU 像搭积木一样,按应用需求定制。要做音频,就给它塞一堆音频加速指令;要做通信,就加通信相关的硬件单元。一份内核,千变万化。
3. 1997年,Tensilica诞生——名字本身就是个理想
1996 年想明白,1997 年公司就成立了,叫 Tensilica。
这名字起得很有讲究:
- Ten 取自 Tensile,意思是"可延展、可扩展"
- Silica就是"硅",芯片的本体
两个词拼一起——一颗可以延展、可以扩展的硅。公司的理想,全写在名字里了。
Tensilica 的核心产品,就是 Xtensa 处理器核。它最牛的地方不是性能多高,而是那套配置工具链。
里面有个杀手锏叫 TIE(Tensilica Instruction Extension,Tensilica 指令扩展语言)。开发者可以用 TIE 自己定义指令——比如你做图像处理,某个像素运算要反复跑,你就用 TIE 写一条自定义指令,把这个运算"焊"进 CPU 硬件里。生成出来的 CPU,带着你的专用指令集和硬件加速单元。
这在当年是相当炸裂的事情。等于 Tensilica 把"芯片设计"和"EDA 工具"两件事捏到了一起——业界都说,它不只是个 IP 供应商,它的产品里还自带了 EDA 工具的功能。
4. 一颗芯片里塞200多个Xtensa核,思科都这么玩
理念再好,也得有人买单。Xtensa 是怎么打开局面的?
答案是:专攻那些"通用 CPU 啃不动、又值得做专用加速"的场景。通信基带、音频处理、图像处理、网络转发——这些领域对算力和功耗的要求极其苛刻,正好是可配置处理器的主场。
看几个真实战绩,你感受一下:
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客户/产品 |
怎么用 Xtensa |
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思科(Cisco) |
一款芯片里塞了 200 多个 Xtensa 可配置处理器 |
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NTT DoCoMo |
4G 手机基带芯片里用了大量 Xtensa 核 |
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任天堂 |
游戏机里用到 Xtensa |
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三星 |
全球首款 3D 蓝光播放机采用 Xtensa |
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微软 HoloLens |
定制协处理器里塞了 24 个 Tensilica DSP 核 |
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索尼 PS4 |
音频处理(AMD TrueAudio)基于 Tensilica HiFi 音频 DSP |
看到没?思科一颗芯片塞 200 多个核。这就是可配置处理器的玩法——它不跟 ARM、x86 抢"主控大脑"那个位置,而是化整为零,变成芯片里成百上千个干脏活累活的"专用小工"。
这条路 Chris Rowen 走了十年。EE Times 给的评价是"影响半导体行业的十大杰出人物之一"。一个学物理的人,硬是在可配置处理器这个没人看好的细分领域,走出了一条独门路线。
5. 真正让Xtensa走进千万创客手里的,是乐鑫
前面那些客户,思科、微软、索尼,离咱们普通开发者还是有点远。真正让 Xtensa 飞入寻常百姓家的,是乐鑫。
这就接上了我上一篇聊的张瑞安。
乐鑫做 ESP 系列芯片,CPU 核选的就是 Tensilica 的 Xtensa:
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芯片 |
用的核 |
|---|---|
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ESP8266 |
Xtensa "Diamond Standard 106Micro"(乐鑫叫它 L106) |
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ESP32 |
双核 Xtensa LX6 |
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ESP32-S2 / S3 |
Xtensa LX7 |
注意一个有意思的转折:ESP32-C3、ESP32-C6 这些带 "C" 的型号,乐鑫换成 RISC-V 了。
为什么换?说白了就是钱和自主权。Xtensa 是要付 IP 授权费的,RISC-V 开源免费。乐鑫出货量起来之后,自然会想把 CPU 核这块成本和话语权抓在自己手里。
但你得承认,在 ESP8266、ESP32 那个让乐鑫一战封神的年代,扛起千万创客 DIY 梦想的,正是 Xtensa 这颗核。 你写的每一行 setup() 和 loop(),最早都是跑在 Chris Rowen 设计的处理器上的。
做嵌入式的朋友,这算不算一种奇妙的缘分?你可能从没听过 Tensilica,但你的代码早就在它上面跑了无数遍。
6. 2013年,Cadence花重金把Tensilica收了
Xtensa 越做越大,最终引来了巨头。
2013 年,EDA 三巨头之一的 Cadence(楷登电子) 完成了对 Tensilica 的 100% 收购。
这笔收购其实顺理成章。Tensilica 本来就游走在"芯片 IP"和"EDA 工具"之间,而 Cadence 正是做 EDA 的。把 Tensilica 的可配置处理器技术收进来,等于给自己的 IP 武器库添了一员猛将。
收购之后,Tensilica 这个品牌没消失,反而在 Cadence 旗下越走越专——尤其是 DSP 这条线:
- HiFi 系列:音频/语音 DSP,几乎是行业标准,PS4、各种智能音箱里都有它
- Vision 系列:图像/视觉 DSP,瞄准了后来爆发的计算机视觉
- ConnX 系列:通信 DSP,华为海思都授权过
到了 AI 时代,Tensilica 又顺势切进了神经网络加速。当年那个"可配置处理器"的理念,在 AI 这种"算法天天变、硬件来不及跟"的场景下,反而更香了——你能定制指令,就能跟着算法快速迭代硬件。
二十多年前的设计哲学,到今天还在发光。这才是真功夫。
7. 卖了公司的Chris Rowen,又跑去搞AI了
那 Chris Rowen 本人呢?
收购之后他没躺平,在 Cadence 干了 IP 事业部的 CTO,继续带团队搞处理器和存储。但这哥们骨子里是个创业者,闲不住。
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时间 |
在干啥 |
|---|---|
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2013年 |
Tensilica 被收购,任 Cadence IP 事业部 CTO |
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2015年 |
当选 IEEE Fellow,表彰其在微处理器技术上的贡献 |
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离开 Cadence 后 |
创办 Cognite Ventures,专投深度学习创业公司 |
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2017年 |
联合创办 BabbleLabs(语音 AI + 深度学习) |
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2020年 |
BabbleLabs 被 思科收购 |
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之后 |
在思科做 Webex 的 AI 工程 VP,搞音视频、自然语言 AI |
你看这条线——从 RISC 架构,到可配置处理器,再到语音 AI、深度学习。他始终站在"用更聪明的硬件/算法解决计算难题"这条主线上,只是战场从 CPU 换成了 AI。
手握 40 多项美国及国际专利,参与创办过 MIPS 和 Tensilica 两家改变行业的公司,还能在 60 岁上下又一头扎进 AI 创业。这种人,是真的热爱技术本身。
8. 一个嵌入式开发者的碎碎念
写到这我挺感慨的。
咱们做嵌入式的,天天跟各种芯片打交道,烧 ESP32 烧到手软,可有几个人停下来想过:这颗核是谁设计的?背后是个什么样的人?
Xtensa 这个故事特别能说明一件事:芯片世界里,很多默默支撑着海量设备的技术,都来自一些你叫不出名字的"隐形冠军"。 Tensilica 不像 ARM 那样人尽皆知,但思科的路由器、微软的 HoloLens、索尼的 PS4、还有你桌上那块 ESP32,背后都站着它。
而 Chris Rowen 这个人,给我最大的触动是那句被反复提起的话——坚持,就是对自己的理想一直坚持,终究你会有回报。 可配置处理器这个方向,他坚持了整整十年才等到行业爆发。
这跟咱们写代码、调驱动是一个道理。很多时候你死磕一个 bug、啃一份难懂的 datasheet,当下看不到意义,但功夫不会白费。
从哈佛物理课堂到 MIPS,再到一颗能被千万创客随手烧录的 Xtensa 核——Chris Rowen 用一个"让 CPU 可以定制"的疯狂想法,证明了在 ARM 和 x86 的夹缝里,依然能走出第三条路。
致敬,Chris Rowen,和那颗藏在你 ESP32 里、却很少有人记得它名字的 Xtensa。