俄羅斯為電腦打造RISC-V處理器：8核、2 GHz、12納米

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2022-03-17 08:46:14 1

據(jù)俄羅斯媒體Vedomosti.ru今天報(bào)道稱，俄羅斯國(guó)有企業(yè)集團(tuán) Rostec 已與服務(wù)器公司 Yadro 和芯片設(shè)計(jì)公司 Syntacore 達(dá)成協(xié)議，三方將合作為計(jì)算機(jī)、筆記本電腦乃至服務(wù)器開(kāi)發(fā) RISC-V 處理器。初步報(bào)告表明，到 2025 年，Syntacore 將開(kāi)發(fā)足夠強(qiáng)大的 RISC-V 設(shè)計(jì)，為政府和教育系統(tǒng)提供動(dòng)力。
據(jù)報(bào)道，該項(xiàng)目的成本約為 300 億盧布（4 億美元），該項(xiàng)目的組織者計(jì)劃銷售 60,000 個(gè)基于包含 RISC-V 內(nèi)核作為主要處理內(nèi)核的新處理器的系統(tǒng)。報(bào)道稱，他們目標(biāo)是使用 12 納米工藝構(gòu)建一個(gè)運(yùn)行頻率為 2 GHz 的 8 核處理器，這可能意味著可能使用的是GlobalFoundries的工藝，但目前詳情尚不清楚。在項(xiàng)目資金中，有三分之二將由“主力客戶”（例如 Rostec 和子公司）提供，而最后三分之一將來(lái)自聯(lián)邦預(yù)算。這些處理器將進(jìn)入的系統(tǒng)最初將在俄羅斯教育和科學(xué)部以及衛(wèi)生部運(yùn)行。

Syntacore 已經(jīng)使用 RISC-V 架構(gòu)開(kāi)發(fā)了自己的內(nèi)核，而不是授權(quán)設(shè)計(jì)。關(guān)于當(dāng)前的 RISC-V 設(shè)計(jì)是否足夠強(qiáng)大以用于適合管理服務(wù)的日常工作機(jī)器一直存在疑問(wèn)，但是最近有消息稱 Canonical 正在某些 SiFive RISC 上啟用 Ubuntu/Linux -V 設(shè)計(jì)，到 2025 年，如果俄羅斯處理器符合任何要求的規(guī)范，那么很可能會(huì)有足夠多的軟件選項(xiàng)可供選擇。話雖如此，俄羅斯或中國(guó)等地的非標(biāo)準(zhǔn)處理器使用較舊的 Linux 定制分支來(lái)滿足使用硬件的企業(yè)的需求并不少見(jiàn)。Sintakor 的文檔指出，他們最高性能的 64 位內(nèi)核已經(jīng)支持 Linux。

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這一消息是一個(gè)有趣的發(fā)展，因?yàn)槎砹_斯已經(jīng)有多個(gè)本土 CPU 前景正在開(kāi)發(fā)中，例如 Elbrus 2000 系列處理器運(yùn)行自定義 VLIW 指令集，并為 Intel x86 和 x86-64 進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換；這些處理器已經(jīng)提供在 Linux 上運(yùn)行的 8 核和多插槽系統(tǒng)。
Elbrus 的開(kāi)發(fā)仍在進(jìn)行中，Rostec 參與其中，該項(xiàng)目似乎專注于桌面到服務(wù)器使用的高性能實(shí)現(xiàn)。相比之下，新的 RISC-V 開(kāi)發(fā)似乎針對(duì)臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦使用的低功耗實(shí)現(xiàn)。俄羅斯也有使用 MIPS32 ISA 的貝加爾湖處理器，由俄羅斯一家超級(jí)計(jì)算機(jī)公司制造。
看看這個(gè)故事如何發(fā)展會(huì)很有趣：4 億美元應(yīng)該足以構(gòu)建一個(gè)處理器并指導(dǎo)這個(gè)級(jí)別的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這就提出了項(xiàng)目執(zhí)行情況的問(wèn)題。

Compsci eggheads 將 OpenCL 框架引入 RISC-V 以推動(dòng)并行性能

四位計(jì)算機(jī)科學(xué)專家展示了將 OpenCL 編程框架引入各種 RISC-V 芯片的工作——提高了它們對(duì)科學(xué)及其他領(lǐng)域高度并行工作負(fù)載的適用性。
RISC-V 于 2010 年出生于加州大學(xué)伯克利分校，遵循 1980 年代早期名為伯克利 RISC 的研究項(xiàng)目，最終成為 SPARC 架構(gòu)，RISC-V 既免費(fèi)又開(kāi)源。因此，任何人都可以構(gòu)建實(shí)現(xiàn) RISC-V 架構(gòu)的芯片，并可以隨意修改和擴(kuò)展它，根據(jù)需要添加新功能或調(diào)整現(xiàn)有功能。
然而，在第五屆 RISC-V 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究研討會(huì) (CARRV 2021) 上發(fā)表的一篇論文完全專注于現(xiàn)成的 RISC-V 芯片——介紹了對(duì)常用的開(kāi)放計(jì)算語(yǔ)言 (OpenCL) 異構(gòu)編程框架的支持跨 CPU、GPU 和其他加速器分散科學(xué)工作負(fù)載。
研究人員在論文摘要中解釋說(shuō)：“據(jù)我們所知，目前還沒(méi)有針對(duì)開(kāi)源社區(qū)可以訪問(wèn)的商品 RISC-V 處理器的 OpenCL 公開(kāi)實(shí)現(xiàn)?！?
“除了向現(xiàn)有的豐富多樣的科學(xué)并行應(yīng)用程序開(kāi)放 RISC-V 之外，OpenCL 還提供了對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究中有用的獨(dú)特基準(zhǔn)類型的訪問(wèn)。”
團(tuán)隊(duì)研究產(chǎn)生的 OpenCL 實(shí)現(xiàn)不需要對(duì)處理器設(shè)計(jì)本身進(jìn)行任何更改，并且與一系列部件兼容——從高性能多核處理器到低調(diào)的嵌入式實(shí)現(xiàn)。包括后者被證明是一個(gè)挑戰(zhàn)：“[這些] 通常不支持原子指令或多線程，”該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)。
該團(tuán)隊(duì)的工作建立在 Performance OpenCL (POCL) 項(xiàng)目之上，這是一個(gè)開(kāi)源 OpenCL 實(shí)現(xiàn)，以前針對(duì)一系列架構(gòu)，包括 x86、Arm、MIPS 和通用 GPU (GPGPU) 部件。POCL 首先經(jīng)過(guò)修改，以支持具有 Linux 功能的更高性能 RISC-V 芯片，例如為 SiFive 的HiFive Unmatched提供支持的芯片，然后再轉(zhuǎn)向嵌入式芯片。
該團(tuán)隊(duì)總結(jié)道：“通過(guò) OpenCL 擴(kuò)展 RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)以包括并行應(yīng)用程序，這為科學(xué)計(jì)算的大領(lǐng)域打開(kāi)了大門?！?“此外，它為硬件設(shè)計(jì)人員提供了新的工作負(fù)載，用于探索新的微架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
“我們對(duì) [POCL] 的擴(kuò)展特別針對(duì)當(dāng)今沒(méi)有 SIMD 矢量擴(kuò)展的大量商用 RISC-V 內(nèi)核，并且還擴(kuò)展到具有最小功能的低調(diào)嵌入式處理器?！?
這項(xiàng)工作與促進(jìn) RISC-V 在科學(xué)計(jì)算中的存在的其他努力一起進(jìn)行，包括在 RISC-V 高性能計(jì)算特別興趣小組 (SIG-HPC) 的支持下推進(jìn)的一些工作。

該團(tuán)隊(duì)在開(kāi)放獲取條款下發(fā)表了其論文，而擴(kuò)展 POCL 的源代碼已根據(jù) MIT 許可放在GitHub 上。

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