Китайская компания Shanghai Tianshu Intellectual Semiconductor Co. на этой неделе объявила о скором начале массового производства и грядущей коммерческой доступности GPGPU-ускорителей на основе чипа под именем Big Island.

Названное решение — это первый ускоритель родом из КНР, для которого предусмотрена 7-нанометровая технология производства. Предполагается, что изделие составит конкуренцию продуктам AMD Instinct MI100 и NVIDIA A100, а в будущем и Intel, в сегменте центров обработки данных и платформ высокопроизводительных вычислений (HPC).

Отмечается, что выпуском графических чипов Big Island займётся компания TSMC с применением своей 7-нанометровой методики FinFET, а интерпозер собственной разработки будет использовать 65-нм техпроцесс TSMC. Новинка будет иметь 24 млрд транзисторов. Ускоритель получит интерфейс PCIe 4.0 x16 и будет доступен как в виде полноразмерной карты расширения, так и в виде OAM-модуля.

Tianshu Zhixin заявляет, что Big Island по производительности практически вдвое превосходит продукты для массового рынка других производителей. При этом достигается меньшее энергопотребление. В целом, новые изделия должны предложить привлекательное соотношение цены и быстродействия.

Разработчик уже обнародовал изображения ускорителей и серверных продуктов на основе Big Island. А слайд ниже даёт представление о производительности новинки. Правда, о скорости вычислений FP64 создатели умалчивают. Зато сказано, что чип получит 32 Гбайт памяти HBM2 с пропускной способностью 1,2 Тбайт/с, а также поддержку виртуализации.

Графические процессоры уже давно ускоряют не только графику, но и активно используются для вычислений различного рода, включая задачи машинного обучения. Но дуумвират AMD и NVIDIA подошёл к концу. Помимо Intel с её архитектурой Xe, на рынок ускорителей вышла китайская Zhaoxin Semiconductor.

Компания это сравнительно молодая, она была основана в 2013 году как совместное предприятие с некогда популярным производителем VIA Technologies. Инициатором создания Zhaoxin выступило правительство Шанхая. Наряду с наработками в области архитектуры x86, в распоряжение компании попали и разработки бывшей S3 Graphics. В 2020 году компания объявила о намерении выпускать дискретные графические ускорители.

Изначально речь шла о достаточно бюджетном решении. Об этом свидетельствовало намерение использовать уже далеко не новый 28-нм техпроцесс TSMC и уложиться при этом в теплопакет в районе 70 Ватт. Из-за санкций США Zhaoxin отказалась от использования 16-нм техпроцесса. Однако сейчас, похоже, большую часть проблем удалось преодолеть: компания анонсировала первый китайский ускоритель на базе собственной архитектуры и 7-нм техпроцесса!

В распоряжении Zhaoxin Semiconductor собственных полупроводниковых фабрик нет. Конкретного имени контрактного производителя для своей новинки под именем Big Island она не называет, но большую часть 7-нм чипов на сегодня производит TSMC. На тайваньского гиганта указывает и сайт Zhaoxin, там же упоминаются известные разработчики полупроводниковых решений Synopsys и Mentor Graphics. Кроме того, компания подтверждает использование в Big Island компоновки 2.5DCoWoS (2.5D chip-on-wafer-on-substrate), впервые использованной TSMC, так что сомнений насчёт того, кто производит новинку, остаётся немного.

Процессор достаточно сложен, он состоит из 24 млрд транзисторов, что, впрочем, существенно меньше, чем у NVIDIA A100 с его 54 млрд. Тем не менее, поддерживается большинство популярных форматов вычислений, включая FP16, FP32, INT32 и bfloat16. В режиме FP16 пиковая производительность достигает 147 Тфлопс, что выше, нежели 78 Тфлопс A100. Впрочем, лидером здесь является AMD Instinct MI100 с производительностью 184 Тфлопс.

Разработка новой архитектуры, как сообщают зарубежные источники, была начата в 2018 году, а первые образцы кремния увидели свет ещё в мае 2020 года, то есть у Zhaoxin было достаточно много времени, чтобы довести Big Island до ума. Ожидается, что массовое производство нового чипа будет развёрнуто в этом году, но точные временные рамки пока неизвестны.

О новых процессорах VIA долгое время ничего не было слышно; лишь в конце ноября стало известно, что компания разрабатывает новый серверный ЦП с интегрированными средствами ускорения задач ИИ. Сегодня стали доступны интересные подробности об архитектуре грядущих процессоров, которые пока известны под кодовым названием CHA.

Финального имени новые CPU CenTaur пока не имеют, оно будет оглашено в момент официального анонса. Эти чипы нацелены на рынок ЦОД и «пограничных» (edge) серверов. Они действительно имеют 8 ядер с архитектурой x86, их дизайн носит название CNS, но в составе кристалла имеется ещё и 16 ядер NCORE, предназначенных для ускорения задач ИИ и машинного обучения. Каждое такое ядро располагает собственной небольшой памятью объёмом 1 Мбайт, а общий объём составляет 16 Мбайт. Он делится на два блока ‒ D-RAM и W-RAM, каждый объёмом 8 Мбайт.

Фактически ИИ-комплекс являет собой отдельный 16-ядерный процессор с архитектурой VLIW и двумя независимыми DMA-каналами доступа к памяти. Он способен выполнять до трёх комплексных операций за такт и поддерживает работу с векторами длиной до 4096 байт. Блок NCORE оптимизирован для работы с данными в формате INT8, но поддерживает и режимы INT16 или bFloat16, пусть и ценой дополнительных тактов.

Ядра x86 под кодовым названием CNS были существенно модернизированы в сравнении со старыми дизайнами процессорных ядер VIA/CenTaur. Они получили более эффективный блок предсказания ветвлений и улучшенные блоки предвыборки кода (prefetchers). За такт новое ядро может выбирать из кеша L1 объёмом 32 Кбайт до 32 байт и декодировать до 4 инструкций. Эти показатели сравнимы с аналогичными показателями современных решений Intel и AMD. Объём кеша L2 невелик, всего 256 Кбайт, но поддерживаются кеши и более высоких уровней ‒ прототипы, в частности, располагают 16 Мбайт кеша L3.

Поддерживается слияние макроопераций (MOP Fusion), что в некоторых случаях позволяет увеличивать количество выполняемых за такт операций до пяти. Однако в дизайне CNS не предусмотрено наличие кешей микро- и макроопераций ‒ их планируется ввести лишь в следующем поколении ядер CenTaur. Компания считает, что запланированный уровень производительности будет достигнут и без таких кешей.

Как и все современные процессоры с архитектурой x86, CNS пользуется внеочередным исполнением инструкций. Длина очереди составляет 192 инструкции, то есть столько же, сколько у первого поколения AMD Zen и процессоров Intel Haswell. Техпроцесс, с использованием которого будут производиться новые процессоры, нельзя назвать самым прогрессивным — это 16-нм FinFET TSMC. Но в сравнении с предыдущими решениями, использовавшими 45-нм технологические нормы, это огромный шаг вперёд.

Архитектура планировщика заданий в CNS напоминает подход AMD. Он унифицирован и имеет 10 портов исполнения, разбитых на три группы ‒ для целочисленных операций, для вычислений с плавающей запятой и для операций с памятью. Каждое ядро имеет три порта для FP-вычислений и векторных операций, два из них поддерживают FMA, третий же содержит модули деления и криптографических операций. Все три порта имеют ширину 256 бит, что также напоминает AMD Zen 2.

Разработчики наделили своё детище весьма развитой поддержкой расширений AVX и AVX-512. В последнем случае набор расширений, как минимум, совпадает с возможностями Xeon Scalable первого поколения (Skylake-SP), а также содержит и функции, реализованные лишь в ядре Intel Palm Cove (Cannon Lake).

Пока неясно, будет ли совместимость с Intel на этом уровне стопроцентной. В следующем поколении процессоров VIA/CenTaur планируется дальнейшее расширение поддержки AVX-512. Вероятно, будет добавлена поддержка AVX-512 VNNI, которая на сегодняшний день имеется только у Xeon Scalable второго поколения и десктопных процессоров Intel десятого поколения ‒ Cascade Lake и Ice Lake.

Отметим, что конкурировать в этом плане новому процессору предстоит не только с Intel, но и с разработками Fujitsu, в частности, с ARM-процессорами A64FX. В них реализована поддержка 512-битных векторных инструкций SVE. Кроме того, SVE появится и в CPU Marvell ThuderX3 и X4. Чьё решение окажется наиболее производительным, покажут результаты тестов.

Теоретически, скорость в режиме AVX-512 должна быть боле низкой, чем у Intel — хотя бы за счёт необходимости объединения двух 256-битных операций, однако будущий процессор CenTaur может похвастаться тем, что не будет снижать частоту в этом режиме, тогда как у Xeon Scalable такое снижение порой весьма существенно.

В текущей реализации все ядра CHA, включая и ИИ-сопроцессор, способны поддерживать частоту 2,5 ГГц при различных сценариях нагрузки. Механизмы ограничения теплопакета имеются, но их работа будет зависеть от модели процессора. Старшие версии, возможно, смогут не снижать частоты вовсе.

Подсистема ввода-вывода у процессоров CenTaur CHA ничем особенным не выделяется. Предусмотрено наличие 44 линий PCI Express 3.0. Для сравнения, у Xeon Scalable второго поколения их 48, а у AMD EPYC 7002 ‒ целых 128, причём версии 4.0. На опубликованных слайдах можно видеть наличие четырёхканального контроллера памяти (DDR4-3200), а также некоего интерфейса, используемого в мультипроцессорных системах; его характеристики пока неизвестны.

Возможности контроллера памяти идентичны тем, что реализованы в AMD Zen, но наличие всего четырёх каналов против восьми у AMD и шести у Intel Xeon Scalable гарантирует менее высокую производительность в случаях, когда ПСП является критичным параметром.

В ближайшее время следует ожидать подробностей об архитектуре ИИ-сопроцессоров, входящих в состав CHA. Компания-разработчик уже опубликовала достаточно детальную документацию. Об уровне производительности новых ЦП говорить пока рано. Насколько разработки VIA/CenTaur окажутся успешными, покажет время. Что касается сроков начала массовых поставок, то точных дат пока нет, но ориентироваться стоит на 2 половину 2020 года.

Компания VIA Technologies анонсировала компьютер небольшого форм-фактора ALTA DS 3 Edge AI, рассчитанный на использование в коммерческом секторе.

В основе новинки лежит аппаратная платформа Snapdragon 820E для встраиваемых устройств. Она включает процессор Snapdragon 820 с четырьмя вычислительными ядрами Qualcomm Kryo с тактовой частотой до 2,15 ГГц и графическим ускорителем Adreno 530.

Компьютер несёт на борту 4 Гбайт оперативной памяти LPDDR4 RAM и флеш-модуль eMMC вместимостью 16 Гбайт. Дополнительно можно установить твердотельный накопитель M.2 2280 NVMe SSD. Кроме того, предусмотрен слот для карты SD.

В арсенале ALTA DS 3 Edge AI — адаптеры беспроводной связи Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac и Bluetooth 4.1, сетевой контроллер Gigabit Ethernet и звуковой кодек WCD9335 Audio Codec. Говорится об опциональной поддержке сотовой связи 4G/LTE (есть слот для SIM-карты).

На фронтальную панель выведены два порта USB 3.0, гнёзда для наушников и микрофона. Сзади можно обнаружить два разъёма HDMI, по одному порту USB 3.0 и Mini-USB 2.0, гнездо для сетевого кабеля. Габариты составляют 175 × 25 × 118 мм, вес — 610 граммов.

На компьютере применяется операционная система Android 8.0 Oreo. Приобрести новинку можно по ориентировочной цене 400 долларов США.

Компания VIA Technologies анонсировала вычислительный модуль SOM-6X80 и предназначенную для него интерфейсную плату SOMDB1.

Модуль полагается на процессор с двумя вычислительными ядрами Cortex-A9, функционирующими на тактовой частоте 1,0 ГГц. За обработку графики отвечает интегрированный контроллер Mali-400 SP GPU.

В арсенале решения — 2 Гбайт оперативной памяти DDR3 SDRAM и флеш-чип eMMC вместимостью 8 Гбайт. Предусмотрены сетевой контроллер Realtek RTL8152 10/100, а также звуковой кодек Wolfsen WM8960 I2S Audio. Габариты составляют всего 67,6 × 63 мм.

Плата SOMDB1 наделена гнездом для сетевого кабеля, разъёмом HDMI, слотом microSD, аудиоразъёмом и портом Micro-USB. Могут быть также задействованы интерфейсы USB 2.0, I2C, SPI, GPIO, UART и другие.

Изделие рассчитано на работу с операционной системой на ядре Linux. Модуль может использоваться в сфере Интернета вещей, промышленном секторе, средствах автоматизации и пр.

Компания VIA Technologies анонсировала специализированный комплект для разработчиков Edge AI Developer Kit, на основе которого могут создаваться «умные» камеры, различные интеллектуальные системы, роботизированные устройства и пр.

Основой набора служит вычислительный модуль VIA SOM-9X20. Его «сердце» — чип Snapdragon 820E: он содержит четыре 64-битных вычислительных ядра Qualcomm Kryo с тактовой частотой до 2,15 ГГц, графический ускоритель Adreno 530, адаптеры беспроводной связи Wi-Fi 802.11ac и Bluetooth 4.1, приёмник GPS. Модуль располагает 4 Гбайт оперативной памяти LPDDR4 RAM и флеш-накопителем вместимостью 64 Гбайт.

Вычислительный узел дополнен интерфейсной платой SOMDB2 Carrier Board. Она в числе прочего предлагает два порта USB 3.0, порт Micro-USB, слот для microSD-карты, разъём HDMI, два гнезда для сетевых кабелей.

Наконец, в состав набора Edge AI Developer Kit включена 13-мегапиксельная камера, оптимизированная для задач обработки видеопотока в режиме реального времени.

Платформа полагается на операционную систему Android 8.0. Приём заказов на набор Edge AI Developer Kit уже начался.

Компания VIA Technologies анонсировала сетевое устройство ARTiGO A630 — шлюз, предназначенный для использования в сегменте Интернета вещей (IoT) и межмашинного взаимодействия (М2М).

Новинка представляет собой мини-компьютер с безвентиляторным исполнением. Применён процессор VIA Cortex-A9 с двумя ядрами, работающими на тактовой частоте 1,0 ГГц. Графическая составляющая полагается на интегрированный контроллер Mali-400 SP GPU.

Базовое оснащение включает 1 Гбайт оперативной памяти DDR3 SDRAM, флеш-модуль вместимостью 8 Гбайт, слот для карты microSD и сетевой адаптер 10/100 Ethernet. Дополнительно может быть установлен модуль с поддержкой Wi-Fi или 3G.

Среди доступных разъёмов можно выделить два порта USB 2.0, порт Micro-USB, стандартные аудиовход и аудиовыход, интерфейс HDMI и последовательный порт.

Габариты устройства составляют 154,4 × 27 × 106,68 мм, вес — приблизительно 0,5 кг. Применена программная платформа Linux BSP (Kernel 3.4.5).

Более подробную информацию о сетевом шлюзе VIA ARTiGO A630 можно найти здесь. О цене, к сожалению, пока ничего не сообщается.

Компания VIA Technologies представила высокопроизводительную платформу для разработчиков, позволяющую создавать различные встраиваемые устройства и IoT-продукты нового поколения.

Платформа состоит из основного вычислительного модуля SOM-9X20 и дополнительной интерфейсной платы SOMDB2. Модуль полагается на процессор Qualcomm Snapdragon 820, который содержит четыре 64-битных вычислительных ядра Kryo с тактовой частотой до 2,15 ГГц, а также графический контроллер Adreno 530.

В оснащение SOM-9X20 входят 4 Гбайт оперативной памяти LPDDR4 RAM, флеш-накопитель eMMC 5.1 вместимостью 64 Гбайт, адаптеры беспроводной связи Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac и Bluetooth 4.1, а также приёмник спутниковой навигационной системы GPS. Размеры составляют 82 × 45 мм.

Дополнительная плата располагает двумя гнёздами для сетевых кабелей, двумя портами USB 3.0, коннектором miniPCIe, слотом для карты microSD, портом Micro-USB, разъёмом HDMI. Поддерживаются интерфейсы I2C, GPIO и другие.

Платформа для разработчиков использует операционную систему Android 7.1.1 Nougat. Более подробную информацию о новинке можно найти на сайте VIA Technologies.

Компания VIA Technologies представила мини-компьютер ARTiGO A820, позиционирующийся в качестве сетевого шлюза для корпоративных пользователей, развивающих M2M-системы (межмашинное взаимодействие) и концепцию «Интернета вещей».

Устройство выполнено в корпусе с размерами 150 × 30 × 125,5 мм. Разработчик применил 1-ГГц процессор Freescale i.MX 6DualLite с архитектурой ARM Cortex-A9. Благодаря небольшому энергопотреблению чип довольствуется пассивной системой охлаждения.

ARTiGO A820 несёт на борту 1 Гбайт оперативной памяти DDR3 SDRAM и флеш-модуль вместимостью 4 Гбайт с возможностью расширения за счёт microSD-карты. Предусмотрены два порта для подключения сетевых Ethernet-кабелей; опционально возможна установка адаптера беспроводной связи Wi-Fi и модуля 3G для работы в сотовых сетях.

Графическая подсистема базируется на интегрированном контроллере Vivante GC880. Имеется интерфейс Mini-HDMI. Среди доступных портов ввода/вывода стоит выделить три разъёма USB 2.0, а также последовательный порт.

На устройстве применяется программная платформа на ядре Linux Kernel 3.0.35. Новинка доступна для заказа по ориентировочной цене в 420 долларов США.