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半导体技术的逐步提升助力构建可再生能源的未来

本博客由德州仪器市场部高级副总裁 Keith Ogboenyiya 撰写。博客内容源于2025 年 Distributech 大会上的主题演讲改编。

能源格局正在经历迅速且具有历史意义的变革。到 2030 年，全球可再生能源发电量预计将超过 17,000 太瓦时，较 2023 年增长近 90%。显而易见，可再生能源已不再是遥不可及的梦想；它不仅真实存在，更在持续发展壮大。可再生能源正在规模化发展，电气化进程持续加速，自动化应用不断拓展，而能够支撑这一演进的半导体技术至关重要。

在 TI，我们致力于通过半导体让电子产品更经济实用、触手可及，为构成日常生活的各类产品奠定基础。这份热忱同样倾注于推动可再生能源的采用与普及——从为房屋带来光明的太阳能电池板，到安装在墙上、让您在上班前为汽车充电的电动汽车充电器。

在整个能源生态系统中，我们正通过半导体技术提升可再生能源的可及性并支持其未来发展，以可靠、安全且可扩展的电力解决方案，赋能光伏发电、储能系统和边缘自动化等能源系统。

了解有关能源基础设施应用资源的更多信息。

更智能、更小巧、更易获取的太阳能光伏

随着光伏应用的不断普及，挑战已不再局限于发电本身，而是转向提升效率、灵活性和经济性。要满足这些期望，需要体积更小、精度更高且安装更便捷的光伏逆变器，同时还不能影响性能。

电源管理集成电路和 DC/DC 转换器有助于调节和优化从光伏电池板收集的能量。模拟传感器和嵌入式处理器助力将太阳能集成到智能电网中，实现实时监控和需求响应。

我们的半导体，尤其是采用氮化镓 (GaN) 等宽带隙材料制造的半导体，正在产生深远影响，让适用光伏应用的半导体更易获取且更具成本效益。通过实现更快的开关速度与更高的功率密度，TI 基于 GaN 的场效应晶体管 (FET) 使工程师能够设计更紧凑、更高效的光伏逆变器，减少能量损耗并简化整个系统的空间布局。

从屋顶光伏电池板到逆变器，再到储能和电动汽车充电，这些技术进步正帮助设计人员集成更智能、更具可扩展性的解决方案，实现向可再生能源和能源效率的转型。

可学习、自适应、具备保护功能的储能系统

作为可靠能源的关键推动因素，储能技术也在迅速发展。

随着可再生能源发电的扩张和电气化带来的需求增长，储能对于在分散式电网中平衡供需及降低消费者能源成本变得至关重要。为实现高效运作，这些储能系统必须能够实时监控、管理并响应不断变化的运行状况，而这些能力的实现直接依赖于半导体技术。

模拟半导体在控制和管理电流、电压、温度、光和声音等真实世界信号方面发挥着重要作用。它们不仅有助于控制和传输电力，驱动电机，也是并且是实现高效能源系统的关键。

例如，电池管理系统依赖这些高精确度模元件拟来监控每个电池单元的电压、温度和电流。这类精确测量提供了必要数据，有效地帮助防止热失控并延长电池寿命，同时确保户用和工商用规模储能系统的安全运行

能源电网的边缘智能技术

嵌入式处理半导体一直是电子系统中的关键元件，助力提高电网系统的智能化水平和互联程度。

电网边缘技术的进步正在重塑能源管理与保护的方式，覆盖屋顶光伏电池板发电、电池储能或电动汽车充电等用电设备。当今环境动态变化，决策已来不及等待云端响应。无论是需求激增、电压骤降还是天气相关干扰，都需要在本地快速做出反应。这正是边缘人工智能 (AI) 成为现代能源基础设施基石的原因。

通过将支持 AI 的处理能力嵌入电网边缘的设备中，我们的技术作为嵌入式系统的“大脑”，使工程师能够构建无需依赖远程服务器即可分析数据、检测异常并实时响应的系统。这使得从变压器到智能电表的各种设备都能够更快地检测故障、优化负载平衡并提升系统自主性。这些能力对于需大规模数据支持和驱动的能源管理系统至关重要。

边缘智能在增强电网弹性方面也发挥着关键作用。在分布式电网模型中，有数千个节点在发电、存储和消耗电力。要使这样的系统正常运行，每个节点都需要具备自我感知和自适应能力。我们的嵌入式处理器和模拟前端支持电压检测、负载平衡和自动控制，将响应能力直接融入硬件，使能源系统能够随工况变化而自适应调整。

嵌入式处理器和连接解决方案还帮助电网运营商从各个智能电表收集准确的能源使用数据。这能够实现更智能的能源使用，并提升用户意识，促使其将用电需求转移至电网能源供应更充足的时段。

半导体将能源生态系统连接在一起。在模拟技术和嵌入式技术领域，我们提供的半导体产品为光伏电池板或储能系统等应用注入动力。 与此同时，这些技术也在增强消费者对可再生能源安全性、可靠性、经济性和性能的信心，助力其在当下及未来得到更广泛的应用。

关于德州仪器

德州仪器（TI）（纳斯达克股票代码：TXN）是一家全球性的半导体公司，从事设计、制造和销售模拟和嵌入式处理芯片，用于工业、汽车、个人电子产品、企业系统和通信设备等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用，让世界更美好。如今，每一代创新都建立在上一代创新的基础上，使我们的技术变得更可靠、更经济、更节能，从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用。登陆 TI.com.cn 了解更多详情。

作者：电子创新网张国斌

在RISC-V快速扩张的浪潮中，SoC设计正变得越来越复杂，调试环节面临前所未有的挑战。如何精准还原隐性Bug、快速分析系统瓶颈、保障自定义逻辑的正确性，已成为RISC-V生态走向成熟的关键。在2025RISC-V中国峰会上，西门子EDA 客户技术经理李一凡介绍了西门子EDA最新推出的Tessent UltraSight-V，它正是在这个背景下应运而生，为嵌入式系统开发者带来面向未来的调试与追踪解决方案。

01 调试困境正在逼近：RISC-V SoC的“黑盒危机”

“调试，越来越贵，越来越难。”——这是李一凡在演讲开场时的第一句总结。这并非危言耸听。随着RISC-V SoC集成度大幅提升，软件与硬件交互日益复杂，调试的重点早已不再是单核寄存器级别的简单问题，而是跨多核、跨模块、甚至跨Chiplet的系统级观测与分析：

多核系统状态无法一致可见；

Heisenbug（观测即改变）和Anomaly Bug难以复现；

Silent Data Corruption（静默数据错误）根本无法感知。

在这种“黑盒化”日益严重的趋势中，构建可观测性更强、可压缩性更高、集成更轻量的调试追踪体系，成为下一代调试架构设计的关键。

02 三个关键模块：构建完整片上调试子系统

针对RISC-V SoC的调试特性，UltraSight-V以模块化架构思路构建出“硬件调试控制 + Trace追踪 + Host通信接口”三位一体的片上调试平台：

运行控制模块：支持多核暂停、恢复与断点控制；

Trace数据通路：实时捕获处理器状态及总线行为，可压缩、可筛选；

主机通信接口：通过USB、PCIe等方式与调试上位机交互，并支持主流IDE和调试工具（如GDB、VS Code）。

此外，该方案对第三方IP高度兼容，可快速接入各类SoC平台，显著降低开发者集成门槛。

03 可扩展、可压缩、可集成：UltraSight-V三大核心优势

01｜极致压缩率，Trace带宽节省高达40%

UltraSight-V的Trace数据采用先进的可配置压缩机制。李一凡展示的一组数据表明，在开启拓展压缩选项后，平均比特数（BPI）下降了40%，在同样带宽与存储条件下，可以记录更长时间的行为轨迹，显著增强调试覆盖能力。

02｜支持RISC-V自定义指令扩展

RISC-V强调灵活性，自定义指令频繁出现。但这也成为传统调试方案的“盲点”。UltraSight-V提供可扩展调试库机制，允许用户通过API扩展调试逻辑、分析RISC-V自定义指令行为，真正做到对用户定制CPU架构的“白盒”观察。

03｜多核/多线程/多芯片支持，追踪分布式系统Bug

UltraSight-V不仅支持单核调试，还具备完整的多CPU协同跟踪能力，可对多线程应用中的调用栈、同步点进行可视化分析，助力开发者发现复杂的Race condition与跨核同步问题。同时，系统也已拓展到Multi-Die系统调试能力，连接多个SoC子系统统一监控，满足Chiplet架构下的调试需求。

04 全流程工具链支持：从代码调试到系统分析

西门子EDA并非仅提供硬件IP，而是构建了一整套端到端的调试链条：

硬件层面：Tessent调试IP（包括PAM、E-Trace、DMA等）构成数据抓取主通路；

验证层面：提供UVM VIP及接口验证工具，确保调试模块与SoC无缝连接；

软件层面：支持标准调试工具（GDB、VS Code）、支持RISC-V拓展解析、支持性能分析插件；

数据分析层面：Host Suite可进行调试信息收集、可视化、日志重构与错误追溯。

值得一提的是，调试信息可以实时送达开发主机，结合GUI界面与命令行工具，开发者几乎无需中断系统运行，即可动态调试代码，大幅提升开发效率。

从微观看，UltraSight-V可以帮助开发者迅速定位Bug、优化代码、验证功能；从宏观看，Tessent UltraSight-V构建的是一个面向系统级调试的生态闭环：

第一阶段：Code-Level Debug，支持基本软件调试；

第二阶段：SoC-Level Debug，支持片上多核/异构系统调试；

第三阶段：System-Level Debug，支持Chiplet与Multi-Die系统调试；

第四阶段：Cross-System Debug，目标拓展至车载、云端、工业级系统的多模块联合调试。

西门子EDA不仅是调试IP的提供者，更正在成为复杂系统可观测性的基础设施提供者。

结语：让专业的工具，做专业的事

如李一凡在演讲中所言：“让专业的人、专业的公司来做专业的事情。” 在RISC-V走向高复杂系统的时代，仅靠SoC厂商“自研调试链条”的方式已经难以为继。借助西门子EDA Tessent UltraSight-V这样“软硬结合、灵活扩展”的平台化调试解决方案，RISC-V SoC开发者将能大幅提升调试效率，加快产品迭代，真正缩短验证周期。

这不仅是解决Bug，更是重构系统可靠性的关键路径。

作者：电子创新网张国斌

在RISC-V架构日益复杂、芯片验证压力不断上升的当下，在第五届RISC-V中国峰会上，北京开源芯片研究院、计算所特别研究助理徐易难带来一场极具前瞻性的分享——《SVM：用可综合方法实现RISC-V处理器的高效验证》。这不仅是一场验证技术的技术革命，更是对验证思维范式的重塑。

一、背景：验证成为处理器开发瓶颈

在传统处理器开发中，验证环节始终是资源投入最多、周期最漫长的环节。尽管UVM等高层次验证语言简化了逻辑描述，但其“软硬脱节”的问题始终困扰着业界——尤其在多核、复杂流水线处理器设计如“香山”等平台中，仿真速度之慢严重制约了设计流的高效推进。

徐易难表示为解决这一矛盾，业界普遍采用“协同仿真”机制（Co-simulation）——通过对比待测设计（DUT）与参考模型（REF）执行结果是否一致来进行验证。但这一框架在转向Emulator或FPGA时，却遭遇了“验证瓶颈”：数据通信频繁、验证速度反而变慢。

二、挑战升级：RISC-V验证难度指数级上升

徐易难指出进入2024年，RISC-V体系结构迎来了重大扩展，RVA23 Profile的出现意味着单一Profile就包含了30多个必选扩展，ISA文档超过800页。这种扩展式复杂性，导致每一种功能、状态和CSR都需独立建模和验证，使得参考模型构建和维护成本骤增。

此外，随着设计复杂度提升，仿真速度持续下降。例如Rocket从单核变为八核，仿真速度下降90%以上，而香山等处理器在FPGA上仿真速度甚至不到1kHz，远无法满足大规模验证需求。

三、SVM：可综合参考模型的提出与创新

徐易难团队提出了SVM（Synthesizable Validation Model）的概念，即将参考模型“硬化”成可综合的RTL模型，并与DUT共同部署于Emulator或FPGA上。这种创新带来了三大技术突破：

1. 参考模型可综合自动生成

团队开发了将Spike等C/C++语义模型自动转换为RTL电路的工具链，自动解析抽象语法树（AST）并转化为Verilog语义结构，有效避免人工转换的冗余和BUG。这一自动迁移系统显著提高了参考模型的可信度和可维护性。

2. 硬件化REF的高效执行架构

在执行效率上，SVM采取了高度精简、无阻塞流水线的设计逻辑，并结合指令预测+Cache同步机制解决控制和数据冒险：

控制冒险：使用DUT的PC预测提前激活REF流水线。

数据冒险：构建片上小Cache，仅保存DUT与REF内存不一致的数据块，实现高速内存访问对齐。

3. 可综合调试机制

考虑到传统调试信息如assert、printf在RTL中难以实现，团队将SVM自身转化为一个“图灵完备的调试CPU”，能够在运行异常后读取片上日志，分析错误源，甚至串口输出错误信息——极大提升了FPGA/Emulator下的可视调试能力。

四、验证性能对比：10倍级提升

在现有DiffTest架构下，Emulator/FPGA验证速度受限于Host间通信（一般仅1MHz）。而SVM框架通过片上直接通信，避免了数据搬运的瓶颈，使FPGA端仿真验证速度提升至60MHz，Emulator端亦可提升至2MHz，与硬件系统的最大处理速度接近，达到了10倍量级的速度增长。

此外，SVM框架对DiffTest原有接口完全兼容，支持香山、果核、RCache等主流RISC-V核，且已经实现部分向量、特权扩展，未来将进一步扩展到更多RISC-V模块。

五、意义与展望：为国产验证工具树立新范式

SVM不仅是一套验证加速工具，更是对整个验证生态的重构：对设计团队而言，它提供了高速验证与全生命周期调试的统一平台；对FPGA/Emu厂商而言，它释放了更大程度的验证资源与价值；对开源社区而言，它为复杂RISC-V核的验证构建起高质量、可维护的底座。

徐易难表示，这套系统已计划在GitHub上开源，并将持续迭代支持更多复杂ISA扩展，为RISC-V处理器验证打造“基础设施级”的支撑平台。

RISC-V的开放性带来了架构灵活的红利，但也加大了验证挑战。SVM正是这一背景下的“硬创新”代表——它突破了UVM范式的上限，用硬件方法解耦性能瓶颈，为国产处理器验证系统化、模块化、高速化奠定了坚实基础。未来，随着SVM与更多Ecosystem（如Perf、调试、仿真）的耦合深化，它有望成为中国芯片产业迈向验证自主、标准可控的新利器。

在这个充满变革与创造力的时代，科技既驱动发展，也承载想象。全新DellProMax高性能笔记本系列现已重磅上市，搭载最新NVIDIA RTX PRO™ Blackwell系列GPU，在释放顶级性能与卓越算力的同时，兼具出色便携性与前沿设计美学。该系列AI PC专为重塑行业格局的高端用户、工程师、创作者及AI开发者量身打造，不单能轻松驾驭高负载AI工作流，更在性能表现与创意赋能领域树立全新标杆。

戴尔科技的工作站产品始终秉持严谨设计理念，追求卓越品质。可靠性、可配置性与高性能不仅是产品特色，更是品牌坚实的基础。戴尔科技深知，专业用户需要值得信赖的工具来应对最关键、最具影响力的工作任务，这也是戴尔科技始终如一的承诺。

 Dell Pro Max 16 Premium

DellProMax 14/16 Premium：精英性能，便捷随行

Dell Pro Max 14/16 Premium集便携性、时尚设计与强劲性能于一身，以现代美学设计融合前沿功能体验。作为产品线中设计感最为出众的标杆机型，它专为追求美学与实力并重的用户量身打造。

作为新推出的14/16英寸移动工作站，Dell Pro Max 14/16 Premium让用户的创意工作室随行而至——无论灵感在何处迸发，设计、剪辑与创新工作都能即刻展开。16英寸机型机身设计纤薄且精致，搭载4K串联式OLED显示屏，无论是内容创作、协同合作还是项目展示，都能以锐利鲜活的动态清晰度让画面跃然屏上。该屏幕通过VESA DisplayHDR TrueBlack 1000认证，能够呈现极致深邃的暗部细节，带来令人惊叹的视觉张力。无论是推演创意构想，还是共研工程方案，每一处细节都能在屏幕上清晰绽放，尽显专业质感。

即便机身保持便携设计，性能表现依然毫不妥协。Dell Pro Max 14/16 Premium最高搭载NVIDIA RTX™ PRO 3000 Blackwell GPU与45W 英特尔 ® 酷睿™ Ultra 9 285H处理器，其中14英寸机型图形性能较上一代提升19%，16英寸机型更高达23%，性能跃升显著¹。无论是视频剪辑还是海量数据分析，各类任务都能流畅运行、游刃有余。

DellProMax 16/18 Plus：澎湃动能，随行无界

面对复杂或数据密集型任务，Dell Pro Max Plus以移动形态承载台式机级别的巅峰性能。其配备16/18英寸大屏选项，不仅带来开阔的屏幕空间，从容支持多任务处理、创意设计与深度分析，更以超凡性能为高效工作全程护航。

Dell Pro Max Plus系列搭载NVIDIA RTX™ PRO 5000 Blackwell GPU、55W英特尔®酷睿™ Ultra 9 285HX处理器，以及至高16TB存储容量，专为驾驭超高强度工作负载而生。其中16 Plus与18 Plus机型的图形性能较上一代分别提升53%和44%²，强劲表现一览无余。无论是AI建模训练、复杂仿真运算，还是大规模数据分析，这些设备都能以超凡速度与强劲性能，确保计算密集型项目全程流畅运行，从容应对各类高负载挑战。

这一切的实现，正是得益于其领先的散热技术³。Dell Pro Max Plus系列采用创新散热方案，即便运行资源密集型工作负载，仍能在保持低温运行的同时，将整体性能最高提升36%⁴。今年推出的CAMM2内存技术搭配高达256GB的大容量模组，更为AI开发者与专业用户提供了强劲支撑，轻松应对日益繁重的工作负载挑战。

值得再次强调的是，Dell Pro Max Plus系列将澎湃性能与智能设计完美融合，不断突破边界，解锁无限可能。

Dell Pro Max 16 Plus 

Dell Pro Max 18 Plus

DellProMax 14/16：日常可靠，体验升级

对于追求创造力与效率兼顾的用户，Dell Pro Max 14/16作为Pro Max系列的入门之选，完美契合用户的需求。其专为轻量工作负载设计，以稳定性能与可靠表现，为用户的每一份目标保驾护航。该系列提供14英寸和16英寸两种屏幕选择，其中14英寸机型起重量仅3.95磅，让高效办公随心随行。续航表现同样值得信赖——14英寸机型最长可达18小时，16英寸机型更延至20小时⁵，从容应对全天移动办公需求。

机身小巧便携，性能杰出卓越。Dell Pro Max 14/16系列搭载AMD锐龙AI处理器，其NPU算力可达50+ TOPS，带来专属的AI驱动体验。此外，Dell Pro Max 14/16还可选配最高45W英特尔®酷睿™ Ultra 9 285H处理器，以及最高配备572 AI TOPS的NVIDIA RTX™ PRO 2000 Blackwell架构GPU，性能较上一代分别提升高达36%和33%，实力全面进阶⁶。无论是驱动设计应用、处理大型Excel文件，还是创建2D/3D模型，皆能轻松胜任。

Dell Pro Max 14/16以始终如一的可靠表现，成为高级用户、金融分析师与新锐创作者的理想之选。

Dell Pro Max 16

引领未来，开拓创新

Dell Pro Max系列笔记本电脑为商用PC 树立了安全标杆，搭载全方位进阶安全功能。AI工作负载在本地设备运行时，敏感数据全程留存本地，大幅降低外部威胁风险；同时，戴尔科技专属管理工具让IT管理员能轻松驾驭Pro Max设备集群，运维效率全面提升。

此外，该系列亦切实履行戴尔科技在循环创新与易维护性上的承诺。机身采用再生镁材、消费后回收塑料、生物基塑料、海洋回收塑料及再生低排放铝材打造，从材质源头践行可持续发展理念⁷。其搭载的模块化USB-C端口（Dell Pro系列亦同步搭载），不仅提升设备耐用性，更让维修流程化繁为简；而Dell Pro Max Plus新增的便捷检修门设计，则让组件升级操作直观便捷，大幅降低后期维护难度。

全系列产品搭载的Windows 11系统，将为用户带来所期待的安全增强与现代化计算体验，持续提升工作效率。Windows 10支持服务将于2025 年 10 月 14日终止，您可提前了解详情，为升级做好准备。

当现有设备已难以应对日益增长的高强度工作负载时，升级至Dell Pro Max系列，正是把握先机的明智之选。

关于戴尔科技集团

戴尔科技集团致力于帮助企业和个人构建数字化未来，改进他们的工作、生活和娱乐方式，为客户提供面向人工智能时代全面和创新的技术及服务组合。

1 基于 2025 年 5 月对Dell Pro Max 14 Premium 及Dell Precision 5490 的内部测试。基于 2025 年 5 月对Dell Pro Max 16 Premium 及Dell Precision 5690 的内部测试。

2 基于 2025 年 5 月对Dell Pro Max 16 Plus 及Dell Precision 7680 的内部测试。基于 2025 年 5 月对Dell Pro Max 18 Plus 及Dell Precision 7780 的内部测试。

3 Dell Pro Max Plus 笔记本电脑搭载戴尔移动工作站中最先进的专利散热技术。

4 基于 2025 年 5 月对Dell Pro Max 16 Plus 及Dell Precision 7680 的内部测试。基于 2025 年 5 月对Dell Pro Max 18 Plus 及Dell Precision 7780 的内部测试。

5 基于 2025 年 5 月对全新Dell Pro Max 14 的内部评估。电池续航时间因使用场景和配置不同而有所差异。基于 2025 年 5 月对全新Dell Pro Max 16 的内部评估。电池续航时间因使用场景和配置不同而有所差异。

6 Dell Pro Max 14：基于 2025 年 2 月对全新Dell Pro Max 14 及上一代产品 Precision 3490 的内部评估。Dell Pro Max 16：基于 2025 年 2 月对全新Dell Pro Max 16 及上一代产品 Dell Precision 3591 的内部评估。

7 Dell Pro Max Premium：基于 2025 年 1 月的内部分析。再生钴材料适用于 72Wh 及 96Wh 电池。扬声器外壳采用 30% 消费后回收塑料，电池框架采用 98% 消费后回收塑料，底盖采用 90% 再生镁材，顶盖及掌托采用 75% 再生铝材与 25% 低排放再生铝材，电池采用 50% 再生钴材料。Dell Pro Max Plus：基于 2025 年 1 月的内部分析。顶盖及底盖采用 90% 再生镁材，掌托及 SSD 支架采用 30% 消费后回收塑料，96Wh 电池采用 50% 再生钴材料，底部缓冲垫采用 46% 生物基塑料。Dell Pro Max：基于 2024 年 12 月的内部分析。边框、掌托内框采用 50% 消费后回收塑料，顶盖、底盖及扬声器外壳采用 30% 消费后回收塑料，64Wh、72Wh 及 96Wh 电池采用 50% 再生钴材料，底部缓冲垫采用 42% 生物基塑料，顶盖及底盖采用 21% 生物基塑料，风扇外壳采用 28% 海洋回收塑料，顶盖及底盖采用 20% 再生碳纤维。全球首款搭载螺丝固定模块化 USB-C 端口的工作站，提升了耐用性并简化了维修流程。该特性适用于 2025 年推出的Dell Pro Max 及Dell Pro Max Plus 工作站。基于 2024 年 11 月的内部分析。全新 USB-C 端口采用螺丝固定设计，便于维修且提升耐用性。有关 USB-C 端口更换说明，请参阅保修信息。