首款歐洲也搞自研CPU?RISC-V架構(gòu)、22nm工藝、頻率1GHz你覺得如何?
在處理器上,不僅中國、美國要自主研發(fā),歐洲也不甘受制于人,法國等10個國家聯(lián)合組建了歐洲處理器計劃(European Processor Initiative :簡稱EPI),要自己開發(fā)高性能CPU?,F(xiàn)在EPI首個CPU原型EPAC1.0來了,使用的是RISC-V架構(gòu),22nm工藝。
歐洲的EPI處理器計劃已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)年,目的之一就是為歐盟的HPC超算開發(fā)自己的處理器,不過此前進(jìn)展緩慢,原型EPAC1.0直到現(xiàn)在才亮相。
EPAC1.0處理器采用了混合架構(gòu),CPU內(nèi)核是SemiDynamics開發(fā)的Avispado,基于開源的RISC-V架構(gòu),有4個核心,VPU矢量單元則是由巴塞羅那超級計算機(jī)中心(西班牙)和薩格勒布大學(xué)(克羅地亞)聯(lián)合開發(fā)的。
其他還有L2緩存、STX張量加速器、VRR可變精度計算模塊以及法國開發(fā)的SerDes網(wǎng)絡(luò)模塊。
從這些單元來看,EPAC1.0處理器的設(shè)計還是很先進(jìn)的,集成了眾多專用的加速器,不過實際性能沒有曝光。
EPAC1.0處理器使用的是格芯22nm工藝制造的,核心面積只有27mm2,不過頻率只有1GHz,應(yīng)該是測試用的,首批產(chǎn)量只有143個,目前已經(jīng)跑通程序。
下一代EPAC處理器則會升級12nm工藝,并采用先進(jìn)的小芯片布局。
中央處理器(central processing unit,簡稱CPU)作為計算機(jī)系統(tǒng)的運算和控制核心,是信息處理、程序運行的最終執(zhí)行單元。CPU自產(chǎn)生以來,在邏輯結(jié)構(gòu)、運行效率以及功能外延上取得了巨大發(fā)展。
CPU出現(xiàn)于大規(guī)模集成電路時代,處理器架構(gòu)設(shè)計的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從最初專用于數(shù)學(xué)計算到廣泛應(yīng)用于通用計算,從4位到8位、16位、32位處理器,最后到64位處理器,從各廠商互不兼容到不同指令集架構(gòu)規(guī)范的出現(xiàn),CPU 自誕生以來一直在飛速發(fā)展。在計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中,CPU 是對計算機(jī)的所有硬件資源(如存儲器、輸入輸出單元) 進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運算的核心硬件單元。CPU 是計算機(jī)的運算和控制核心。計算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作,最終都將通過指令集映射為CPU的操作。
自研芯片確實很難,在國內(nèi)多家研發(fā)處理器的公司中,龍芯中科選擇的路線有所不同,現(xiàn)在已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向自己的指令集。龍芯高管表示這條路很難走,但好處也是最大的,那就是沒人可以“卡我們的脖子。
8月26日,在成都舉行的2021成都新經(jīng)濟(jì)“雙千”發(fā)布會產(chǎn)業(yè)功能區(qū)穩(wěn)鏈補(bǔ)鏈專場活動上,龍芯中科副總裁、龍芯中科(成都)公司總經(jīng)理杜安利做出如上表態(tài)。
杜安利表示,自主研發(fā)CPU的核心技術(shù),構(gòu)建自主創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)體系,這條路非常難走,但是走通之后對國家和人民的好處是最大的,因為沒有人可以“卡我們的脖子”。
今年7月底,龍芯中科正式發(fā)布龍芯3A5000處理器。該產(chǎn)品是首款采用自主指令系統(tǒng)LoongArch的處理器芯片,性能實現(xiàn)大幅跨越,代表了我國自主CPU設(shè)計領(lǐng)域的最新里程碑成果。
據(jù)介紹,龍芯3A5000處理器是首款采用自主指令系統(tǒng)LoongArch的處理器芯片。LoongArch基于龍芯二十年的CPU研制和生態(tài)建設(shè)積累,從頂層架構(gòu),到指令功能和ABI標(biāo)準(zhǔn)等,全部自主設(shè)計,不需國外授權(quán)。融合X86、ARM等國際主流指令系統(tǒng)的主要功能特性,實現(xiàn)跨指令平臺應(yīng)用兼容。
較上一代龍芯3A4000處理器,龍芯3A5000處理器在保持引腳兼容的基礎(chǔ)上,性能提升50%以上,功耗降低30%以上。
今年4月份,龍芯中科正式發(fā)布了自主指令系統(tǒng)架構(gòu)“Loongson Architecture”,簡稱為“龍芯架構(gòu)”或者“LoongArch”,已經(jīng)通過了國內(nèi)第三方知名知識產(chǎn)權(quán)評估機(jī)構(gòu)的評估。
LoongArch包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分,以及向量擴(kuò)展LSX、高級向量擴(kuò)展LASX、虛擬化LVZ、二進(jìn)制翻譯LBT等擴(kuò)展部分,總共接近2000條指令,同時不包含龍芯此前使用的MIPS指令系統(tǒng)。
龍芯中科從2020年起新研的CPU,均支持LoongArch。