Компания T-Head, подразделение китайского техногиганта Alibaba Group Holding, представила SSD-контроллер PCIe 5.0 с ядрами на базе открытой архитектуре RISC-V. По данным Alibaba Cloud, контроллер Zhenyue 510 будет использоваться в накопителях корпоративного уровня и найдёт применение в облачных ЦОД самой Alibaba для обслуживания проектов, связанных обучением ИИ, работой СУБД, анализом больших данных, виртуализацией и т.п.

Новый контроллер, по словам создателей, обеспечивает на 30 % более низкую задержку в сравнении с аналогичными решениями. Чип поддерживает 16 каналов NAND, обеспечивает скорость до 14 Гбайт/с и 3,4 млн IOPS (если это не опечатка), предлагает эффективные LDPC-алгоритмы и поддержку SR-IOV. Новинка T-Head не одинока — в сентябре InnoGrit начала массовый выпуск YR S900, первого китайского контроллера PCIe 5.0 для серверных SSD, тоже сделанного на базе RISC-V.

В 2019 году T-Head уже дебютировала с IoT-чипом XuanTie 910 на базе RISC-V, причём по решению Alibaba это IP-блоки стали открытыми. Также T-Head разработали ИИ-ускоритель Hanguang 800 (2019 год) и 128-ядерный серверный Arm-процессор Yitian 710 (2021 год), предназначенные для облачных сервисов. Решения используются преимущественно в пределах КНР.

Изображение: T-Head

Считается, что благодаря открытости RISC-V Китай может получить новые возможности развития полупроводниковой отрасли и снизить зависимость от иностранных владельцев интеллектуальной собственности, а это особенно важно на фоне эскалации технологического соперничества между США и КНР. Американские законотворцы даже призывают принять меры по ограничению применения архитектуры RISC-V по соображениям национальной безопасности.

Экосистема RISC-V наращивает темпы развития: от скромных SBC с одно- и двухъядерными чипами с производительностью уровня Raspberry Pi до вполне «взрослых» многоядерных решений. Одной из компаний, развивающих это направление, является Sophgo. Сейчас Sophgo совместно с Milk-V анонсировала новую плату, оснащённую 16-ядерным процессором SG2380 с интегрированным ИИ-сопроцессором.

Ранее Sophgo уже дебютировала с любопытной платой Pioneer, оснащённой 64-ядерным процессором с архитектурой RISC-V и даже показала рабочую станцию разработчика Pioneer Box на её основе. Также компания демонстрировала двухсокетный сервер с 128 ядрами RISC-V.

Новинка, Milk-V Oasis, выглядит скромнее, но также весьма небезынтересна. В ней используется 16-ядерный процессор SG2380 с ядрами SiFive Performance P670, работающими на частоте 2,5 ГГц. В дополнение к ним в составе ЦП работает восьмиядерный ИИ-ускоритель на базе SiFive Intelligence X280 с производительностью 20 Топс на вычислениях INT8.

Источник изображений здесь и далее: Sophgo

Процессор также располагает собственным GPU Imagination AXT-16-512 с поддержкой Vulkan 1.3, OpenGL 3.0 и OpenGL ES 3.x. Его производительность невысока, всего 0,5 Тфлопс/2 Топс, но для задач, характерных для интегрированной графики, этого достаточно. Видеочасть поддерживает декодирование 10-битного видео в форматах H.265/HEVC, H.264, AV1 и VP9, но аппаратного кодера чип не имеет.

На базе данного процессора Milk-V анонсировала плату Oasis в форм-факторе mini-ITX. Решение обещает до 64 Гбайт памяти LPDDR5 на скорости 5500 МТ/с, поддержку съёмных модулей UFS, полноценный разъём M.2 (PCIe 3.0 x4) и четыре порта SATA. Вывод видео осуществляется с помощью двух портов HDMI (4K@60), порта eDP с поддержкой тачскринов, либо посредством разъёмов MIPI DSI.

Сетевая часть представлена двумя портами 2,5GbE, имеются разъёмы M.2 для установки модулей Wi-Fi 6 и 4G/5G-модема. Имеется полноценный слот PCIe x16 (логически PCIe 3.0 x8), 8 разъёмов DIO, 2 разъёма CAN Bus, а также широкий набор портов USB — два версии 3.0, два версии 2.0, два фронтальных версии 2.0 и порт USB-C с возможностью проброса DP.

Судя по всему, плата предназначена для периферийных ИИ-платформ, робототехники и иных аналогичного рода задач. Также она может заинтересовать энтузиастов и разработчиков ПО для RISC-V в качестве настольной системы, недорогой альтернативы Pioneer. Стоимость новинки стартует от $120, но доступна она будет ещё не скоро — источники называют III квартал 2024 года. Тем не менее, уже можно оформить предварительный заказ.

Компания SiFive анонсировала процессорное ядро Performance P870 с архитектурой RISC-V для высокопроизводительных клиентских приложений. Кроме того, дебютировал NPU-блок Intelligence X390 для задач машинного обучения и ИИ.

Решение Performance P870, как утверждается, обеспечивает прирост производительности примерно на 50 % (specINT 2006) по сравнению с ядром предыдущего поколения. Тактовая частота не раскрывается, но, по имеющимся данным, она превышает 3 ГГц.

Источник изображения: SiFive

В состав изделия входят два 128-бит векторных блока. На основе Performance P870 могут создаваться процессоры, насчитывающие до 32 ядер: это вдвое больше по сравнению с предшественником (Performance P670). Отмечается, что P870 может применяться для формирования гетерогонных SoC, также содержащих ядра P670 и P470. При этом каждый кластер использует общий кеш L2. Доступна и автомобильная версия Performance P870 с высокой степенью резервирования и отказоустойчивости. Новые ядра могут использоваться в сочетании с векторными процессорами в дата-центрах.

В свою очередь, решение Intelligence X390, по заявлениям SiFive, обеспечивает 4-кратное увеличение быстродействия векторных вычислений по сравнению с NPU предыдущего поколения Intelligence X280. Поддерживаются 1024-битные векторные регистры (VLEN) с 512-битными путями данных (DLEN). SiFive не раскрыла поддерживаемые типы данных, но известно, что X280 поддерживает INT8, INT16, INT32, FP16, FP32 и FP64. Комбинированное решение, состоящее из P870 и X390, предоставляет разработчикам гибкую платформу для приложений генеративного ИИ.

Открытая архитектура RISC-V, сегодня доступная любым разработчикам микрочипов, может исчезнуть из свободного доступа по инициативе США. Американские власти рассматривают возможность ограничить недружественным компаниям участие в международных сообществах RISC-V. Как сообщает «Коммерсантъ», это может создать проблемы российскому бизнесу, планирующему выпускать продукцию на соответствующей архитектуре. Ранее отечественные компании, например, отлучили от OpenRAN.

Открытая архитектура RISC-V появилась в Калифорнийском университете в Беркли и сегодня может использоваться совершенно свободно и бесплатно, в том числе в коммерческих проектах. Хотя в современных продуктах ядра RISC-V чаще предназначены для задач, требующих невысокой производительности, считается, что архитектура имеет большой потенциал для борьбы с x86 или Arm. Для синхронизации работ представители компаний участвуют в альянсах, крупнейшим из которых является RISC-V International. Несколько лет назад альянс «переехал» из США в Швейцарию из-за опасений возможных ограничений со стороны Вашингтона.

Источник изображения: Brian Kostiuk/unsplash.com

По данным СМИ, получившим доступ к подготовленной «Альянсом RISC-V» программой развития архитектуры RISC-V в России, к 2025 году отечественные разработчики чипов выпустят прототипы высокопроизводительных процессоров на данной архитектуре, а после 2026 года может начаться уже серийное производство таких чипов. В альянс входят «Байкал Электроникс», «Синтакор», «Аквариус» и ряд других крупных компаний. По данным отраслевых источников, производством подобных чипов могут заняться, например, Yadro и «Байкал Электроникс».

Прямо сейчас ряд американских конгрессменов требует ввести в отношении архитектуры экспортные ограничения. Хотя в первую очередь политики озабочены использованием RISC-V в китайских проектах, под вопросом может оказаться участие в международных альянсах российских разработчиков. При этом именно такие объединения задают общие стандарты. Если технические комитеты подобных альянсов перестанут принимать представителей российских дизайн-центров, разработка будет осложнена и последним придётся, как минимум, соблюдать стандарты, принятые без их участия.

Впрочем, эксперты допускают использование обходных путей для сохранения присутствия в подобных объединениях. Некоторые утверждают, что достаточно будет создать промежуточное юридическое лицо на нейтральной территории вроде Гонконга. При этом сама RISC-V International заявила, что попытки ограничений со стороны правительств затормозят появление новых, улучшенных чипов и отбросят назад глобальную технологическую отрасль.

Китайская компания Yingren Technology (InnoGrit), по сообщению ресурса Tom's Hardware, организовала массовое производство первого в стране контроллера PCIe 5.0, предназначенного для создания SSD корпоративного класса. Изделие получило обозначение YR S900. Новинка представляет собой четырехканальный контроллер SSD, основанный на архитектуре RISC-V.

Выбор RISC-V объясняется в том числе напряжёнными отношениями между США и КНР: в данном случае на изделие не смогут распространяться экспортные ограничения. О типе применённой технологии производства ничего не сообщается. Известно, что контроллер обеспечивает полную поддержку протокола NVMe 2.0. Заявленная скорость последовательного чтения достигает 14 Гбайт/с, последовательной записи — 12 Гбайт/с. Показатель IOPS при произвольных чтении и записи составляет до 3,5 и 2,5 млн соответственно. Контроллер может применяться в 16- и 18-канальной конфигурации.

Источник изображения: Yingren Technology

YR S900 наделён процессором ECC третьего поколения для оптимизации кодирования и декодирования 4K LDPC. По заявлению компании, использование решения вместе с новой гибридной адаптивной функцией коррекции ошибок ECC позволяет поднять производительность памяти TLC и QLC NAND. А при работе с Kioxia XL-Flash показана задержка произвольного чтения 4K на уровне 10 мкс. Среди прочего упомянута поддержка FDP (Flexible Data Placement), SR-IOV, CMB (Controller Memory Buffer), а также различных алгоритмов шифрования.

Европейский Союз продолжает активно развивать собственное видение суперкомпьютеров ближайшего будущего, в основу которых ляжет архитектура RISC-V. За три с половиной года работы проекта Marenostrum Experimental Exascale Platform (MEEP) создана новая платформа, детально описывающая различные блоки и свойства таких HPC-систем.

Выбор микроархитектуры RISC-V в качестве основы MEEP вполне оправдан — она является открытой и позволяет разработчикам не зависеть от проприетарных наборов инструкций и аппаратных решений. Таким образом ЕС планирует достигнуть автономии в сфере супервычислений, обзаведясь собственной платформой.

Высокоуровневое описание эмулируемого ускорителя

В основе проекта MEEP лежит ядро Accelerated Memory and Compute Engine (ACME), изначально спроектированное с прицелом на применение высокоскоростной памяти HBM3 и состоящее из тайлов памяти (Memory Tile) и вычислительных тайлов VAS, объединённых меш-интерконнектом. Воплощение дизайна ACME в реальный кремний пока ещё дело будущего, но уже очевидно, что процессоры, разработанные в рамках проекта MEEP, будут иметь чиплетную компоновку.

Архитектура ACME и её строительные блоки

В конструкции ACME на долю Memory Tile выпадают все операции с подсистемами памяти, включая построение иерархических массивов, использующих разные типы памяти, в том числе MRAM и HBM3. Модули VAS включают себя по 8 процессорных ядер со своими разделами L2-кеша. Каждое такое ядро состоит из нескольких отдельных блоков: скалярного RISC-V, блока векторных операций, а также блоков ускорителей двух типов — SA-HEVC для обработки видео и SA-NN для нейросетевых задач, в частности, инференса.

Схема работы ускорителей в составе блоков VAS

По сути, каждый модуль VAS представляет собой вполне законченный многоядерный процессор RISC-V, способный работать со всеми современными форматами данных, автоматически распознающий расширенные инструкции и выполняющий их с помощью соответствующих ускорителей в своём составе.

Платформа, созданная в рамках проекта MEEP, уже функционирует как эмулируемый с помощью FPGA Xilinx полноценный прототип. Он позволяет не только вести разработку и отладку ПО для новой европейской суперкомпьютерной экосистемы, но и производить валидацию аппаратных компонентов для будущих ускорителей/процессоров с архитектурой ACME.

Молодая компания Axelera AI B.V. сообщила о начале поставок платформы Metis AI, разработанной специально для ускорения ИИ-задач на периферии. Стартап, основанный в 2021 году, получил финансирование на сумму более $50 млн. Чип Axelera основан на открытой архитектуре RISC-V. В базовом варианте платформа Metis AI обеспечивает производительность до 39,3 TOPS. Увеличив тактовую частоту, быстродействие можно довести до 48,16 TOPS.

Изделие предлагается в различных вариантах исполнения, включая карты расширения PCIe (FHHL), модули М.2 2280 и полноценные системы для задач машинного зрения. В частности, карты PCIe AI Edge доступны в версиях с одним и несколькими чипами с общей производительностью до 856 TOPS. Утверждается, что платформа Metis AI обладает высокой энергетической эффективностью — это важно при организации ИИ-вычислений на периферии.

Источник изображений: Axelera AI B.V.

Изделия Metis AI используют чипы Axelera Metis AIPU, содержащие четыре ядра для in-memory вычислений. Объём SRAM-кеша L1 составляет 16 Мбайт, кеша L2 — 32 Мбайт. Диапазон рабочих температур простирается от -40 до +85 °C. Гарантирована совместимость с Ubuntu 20.04/22.04 и Yocto. Разработчикам доступен набор инструментов Voyager SDK и фирменный компилятор TVM, который включает в себя средства оптимизации.

Модуль Axelera M.2 в формате 2280 наделён 512 Мбайт памяти LPDDR4x и одним чипом Axelera Metis AIPU. Энергоэффективность достигает 15 TOPS в расчёте на 1 Вт. Задействовано пассивное охлаждение; интерфейс подключения — PCIe 3.0 х4. Цена составляет €150.

В свою очередь, карты Axelera PCIe AI Edge доступны в версиях с одним (+1 Гбайт набортной RAM) и четырьмя чипами Axelera Metis AIPU: в первом случае быстродействие достигает 214 TOPS (INT8), во втором — 856 TOPS. Устройства выполнены в виде однослотовых карт с интерфейсом PCIe 3.0 х4 и PCIe 3.0 х16. Применена система активного охлаждения с вентилятором. Цена составляет около €200 и €500 соответственно.

Недавно компания Shenzhen MilkV Technology (Milk-V) представила вычислительный модуль Milk-V Mars CM на процессоре StarFive JH7110 с архитектурой RISC-V. А теперь, как сообщает ресурс Liliputing, дебютировал одноплатный компьютер Milk-V Meles.

Новинка выполнена в стиле популярного решения Raspberry Pi Model B. Задействован процессор Alibaba T-Head TH1520 с четырьмя вычислительными ядрами RISC-V, работающими на тактовой частоте до 2,0 ГГц. Объём оперативной памяти LPDDR4x-4266 может составлять 8 или 16 Гбайт.

Источник изображения: Milk-V

Одноплатный компьютер располагает флеш-модулем eMMC и слотом для карты microSD. Имеются адаптеры Wi-Fi 5 и Bluetooth 5.2, а также контроллер 1GbE с разъёмом RJ-45. Есть коннектор HDMI 2.0 для вывода изображения, четыре порта USB 3.0, разъём USB 2.0 Type-C и стандартное аудиогнездо на 3,5 мм.

Размеры изделия составляют 85 × 56 мм. Питание подаётся через порт USB Type-C (5 В / 4 А). Среди прочего упомянуты интерфейсы MIPI-DSI (четыре линии) и MIPI-CSI (две и четыре линии), а также 40-контактная колодка GPIO. Приобрести мини-компьютер Milk-V Meles можно по ориентировочной цене от $100.

Компания Shenzhen MilkV Technology (Milk-V), по сообщению ресурса Liliputing, анонсировала вычислительный модуль Milk-V Mars CM в форм-факторе Raspberry Pi Compute Module 4. Новинка уже доступна для заказа по ориентировочной цене от $34.

В основу положен процессор StarFive JH7110, который содержит четыре 64-бит ядра на открытой архитектуре RISC-V с тактовой частотой до 1,5 ГГц и графический блок Imagination BXE-4-32. Реализована поддержка OpenGL ES 3.2, OpenCL 1.2, Vulkan 1.2. Объём оперативной памяти LPDDR4 в зависимости от модификации варьируется от 2 до 8 Гбайт.

Источник изображения: Milk-V

Мини-компьютер располагает 16 Мбайт флеш-памяти NOR и модулем eMMC для хранения данных. Говорится об опциональной поддержке Wi-Fi 5 и Bluetooth 5.2. Упомянуты интерфейсы HDMI 2.0, MIPI-DSI (4 линии), 1GbE, MIPI-CSI (4 линии), PCIe 2.0 х1 и USB 2.0. Предусмотрены две 100-контактные колодки для установки вычислительного модуля на вспомогательную плату с набором разъёмов.

Размеры Milk-V Mars CM составляют 55 × 40 мм. Могут использоваться различные версии GNU/Linux, включая Ubuntu, Fedora, Debian и openSUSE. Наиболее мощная модификация новинки с 8 Гбайт ОЗУ, флеш-накопителем вместимостью 32 Гбайт, поддержкой Wi-Fi 5 и Bluetooth 5.2 обойдётся в $84.

Девять китайских компаний, специализирующихся на исследованиях и разработках в области чипов с открытой архитектурой RISC-V, по сообщению The Register, объявили о формировании отраслевой структуры China RISC-V Industry Alliance. Об инициативе объявлено на индустриальном форуме RISC-V в Шанхае в конце августа 2023 года.

В альянс вошли разработчик T-Head (принадлежит гиганту Alibaba Group Holding), VeriSilicon Microelectronics, Xinlai Technology, Shanghai Saifang Technology, Shanghai Shiqing Technology, Juquan Optoelectronics, Shanghai Hengrui Intellectual Property Services Co., Ltd., Xinsiyuan Microelectronics и StarFive (поддерживается корпорацией Baidu).

Источник изображения: crvic.org

По условиям соглашения, участники альянса обязуются не подавать друг на друга в суд в связи с нарушением патентных прав на технологии, связанные с архитектурой RISC-V. Члены сформированной структуры намерены обмениваться патентами друг с другом и лицензировать их третьим сторонам от имени альянса.

Цель проекта заключается в том, чтобы создать «здоровую экосистему чипов с открытым кодом и способствовать быстрому развитию платформы RISC-V». Это важно в условиях жёстких санкций со стороны США, которые закрыли для китайских компаний доступ к решениям по производству передовых микропроцессоров.

Для компаний RISC-V может обеспечить более быстрый выход на коммерческий рынок с меньшими затратами. Если ведущие китайские производители полупроводниковой продукции смогут совместно использовать интеллектуальную собственность RISC-V, то перспектива того, что местные поставщики приблизятся к зарубежным конкурентам, будет выглядеть немного более правдоподобной.