27 августа по местному времени, во второй день конференции Hot Chips 2024, было официально представлено отечественное высокопроизводительное процессорное ядро ​​RISC-V третьего поколения «Xiangshan» с открытым исходным кодом «Kunming Lake».

Благодаря преимуществам оптимизированных инструкций, масштабируемости и открытому исходному коду набор инструкций RISC-V всегда считался третьей наиболее многообещающей архитектурой набора команд процессора после x86 и Arm.

На этом фоне Институт вычислительных технологий Китайской академии наук, Пекинский научно-исследовательский институт микросхем с открытым исходным кодом и Университет Китайской академии наук совместно запустили проект высокопроизводительного процессора RISC-V с открытым исходным кодом «Сяншань», который в основном нацелен на высокопроизводительные приложения.

В 2021 году было официально выпущено высокопроизводительное процессорное ядро ​​RISC-V первого поколения с открытым исходным кодом «Yanqi Lake» серии «Xiangshan». Это самое производительное процессорное ядро ​​с открытым исходным кодом в мире за тот же период. В мае 2023 года было официально выпущено высокопроизводительное процессорное ядро ​​RISC-V второго поколения серии «Xiangshan» «Nanhu». В то время оно также стало первым отечественным высокопроизводительным процессорным ядром RISC-V с открытым исходным кодом. тест Arm Cortex-A76 ; На этот раз выпущено высокопроизводительное процессорное ядро ​​RISC-V с открытым исходным кодом третьего поколения серии «Xiangshan», которое представляет собой тест ядра Arm Neoverse N2.

По имеющимся данным, высокопроизводительное процессорное ядро ​​RISC-V третьего поколения с открытым исходным кодом имеет техпроцесс 7 нм, основную частоту 3 ГГц и оценку SPECINT2006 15 баллов/ГГц. Его производительность сравнивается с Arm. Ядро Neoverse N2 может широко использоваться в серверах. Высокопроизводительные чипы, такие как микросхемы, чипы искусственного интеллекта, графические процессоры и DPU, могут служить в качестве технологий с открытым исходным кодом и общей базой для передовой компьютерной индустрии.

На рисунке ниже показана микроархитектура высокопроизводительного процессорного ядра RISC-V третьего поколения «Xiangshan» с открытым исходным кодом «Kunming Lake», включая векторные и гипервизорные расширения.

Вот конструкция предсказателя ветвления и кода инструкций/интерфейсного TLB для ядра «Озеро Куньмин».

Бэкэнд имеет 6-уровневое декодирование/переименование/планирование.

Модуль целочисленных вычислений представляет собой конструкцию из 4 АЛУ, которая также имеет модули с плавающей запятой и векторные модули.

Ядро «Kunming Lake» также имеет блоки памяти с конвейерами загрузки и хранения, MMU и кэши данных.

Ядро «Kunming Lake» имеет до 1 МБ выделенного кэша L2 и общий кэш L3 объемом 16 МБ. Общий L3 объемом 16 МБ может показаться небольшим по сравнению с современными конструкциями больших серверных процессоров, но по сравнению с Neoverse N2 он довольно хорош.

Это конвейерная схема 13-ступенчатой ​​сборочной линии активной зоны «Озеро Куньмин».

Сравнение параметров высокопроизводительных процессорных ядер RISC-V с открытым исходным кодом «Xiangshan» «Nanhu» и «Kunming Lake» с Arm Neoverse N2 и Arm Cortex A76. Видно, что по некоторым параметрам «Куньмин Лейк» уже лучше Neoverse N2.

Что касается производительности, оценка "Kunming Lake" по SPEC CPU 2006 достигла 44 баллов, а за счет оптимизации компилятора может даже достичь 47,63 балла.

Во время 4-го китайского саммита RISC-V (RVSC2024), проходившего с 19 по 25 августа этого года, разработчики успешно продемонстрировали в Пекинском научно-исследовательском институте микросхем с открытым исходным кодом, что они успешно запустили «Cloud·Original» на основе платы разработки «Nanhu». ". По имеющимся данным, Nanhu v3 и Kunming Lake v1 в настоящее время готовы к снятию на пленку.

В дополнение к процессорным ядрам RISC-V проект «Xiangshan» запустил настраиваемые и масштабируемые решения SoC, которые поддерживают более высокопроизводительные чипы для создания более крупных кластеров.

Что касается программного обеспечения, проект «Сяншань» также оснащен инструментами с открытым исходным кодом.

А цепочки инструментов гибкой разработки, такие как difftest, можно использовать для своевременного обнаружения ошибок RTL.

LightSSS поддерживает воспроизведение отладочной информации при моделировании. Эти инструменты помогают улучшить конструкцию чипов посредством тестирования перед запуском в производство.

По имеющимся данным, группа компаний разрабатывает чипы AI для центров обработки данных, серверные чипы RISC-V сверхвысокой вычислительной мощности на основе высокопроизводительного ядра RISC-V с открытым исходным кодом «Xiangshan», полностью независимые чипы облачных вычислений RISC-V для Ожидается, что в 2025 году отечественные графические процессоры на базе RISC-V и другие высокопроизводительные чипы станут коллективным прорывом в области высокопроизводительных вычислительных чипов RISC-V.

Наконец, есть краткое описание проекта Сяншань, дорожная карта двух ядер «Наньху» и «Озеро Куньмин». Два ядра продвигаются параллельно двумя командами. Планируется реализовать пятую версию проекта. Ядро «Наньху» и озеро Куньмин в этом году. Вторая версия проекта будет завершена, и итерации продолжатся в следующем году.

Редактор: Core Intelligence — Меч Руруни