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.

Сегодня на наших глазах в мире процессоростроения происходит серьёзная смена парадигм: от унифицированных архитектур общего назначения и монолитных решений разработчики уходят в сторону модульности и активного использования специфических аппаратных ускорителей. Разумеется Arm не осталась в стороне — на мероприятии 2023 OCP Global Summit компания рассказала о новой инициативе Arm Total Design.

Эта инициатива должна помочь как создателям новых процессоров за счёт ускорения процесса разработки и снижения его стоимости, так и владельцам крупных вычислительных инфраструктур. Последние всё больше склоняются к специализации и дифференциации в процессорных архитектурах новых поколений, но ожидают также энергоэффективности, дружественности к экологии и как можно более низкой совокупной стоимости владения.

Источник изображений здесь и далее: Arm

В основе инициативы Arm лежит анонсированная ещё в августе на HotChips 2023 процессорная платформа Arm Neoverse Compute Subsystem (CSS). Neoverse CSS N2 (Genesis) представляет собой готовый набор IP-решений Arm, включающий в себя процессорные ядра, внутреннюю систему интерконнекта, подсистемы памяти, ввода-вывода, управлениям питанием, но оставляющий место для интеграции партнёрских разработок — различных движков, ускорителей и т.п.

По сути, речь идёт о почти готовых процессорах, не требующих длительной разработки процессорной части с нуля и всех связанных с этим процессом действий — верификации, тестирования на FPGA, валидации дизайна и многого другого. По словам Arm такой подход позволяет сэкономить разработчикам до 80 человеко-лет труда инженеров.

Дизайн Neoverse CSS N2 довольно гибок: финальный процессор может включать в себя от 24 до 64 ядер Arm, работающих в частотном диапазоне 2,1–3,6 ГГц. Предусмотрено по 64 Кбайт кеша инструкций и данных, а вот объёмы кешей L2 и L3 настраиваются и могут достигать 1 и 64 Мбайт соответственно. Ядра реализуют набор инструкций Arm v9 и содержат по два 128-битных векторных блока SVE2. Имеется поддержка инструкций, характерных для ИИ-задач и криптографиии.

Подсистема памяти может иметь до 8 каналов DDR5, а возможности ввода-вывода включают в себя 4 блока по 16 линий PCIe или CXL. Также возможно объединение двух чипов CSS N2 в едином корпусе, что даёт до 128 ядер на чип. В качестве внутреннего интерконнекта используется меш-сеть Neoverse CMN-700.

В дизайне Neoverse CSS N2 имеются и вспомогательные ядра Cortex-M7. Они работают в составе блоков System Control Processor (SCP) и Management Control Processor (MCP), то есть управляют работой основного вычислительного массива, в том числе отвечая за его питание и тактовые частоты.

Инициатива Arm Total Design расширяет рамки Neoverse Compute Subsystem: речь идёт о создании полноценной экосистемы, обеспечивающей эффективную коммуникацию между партнёрами программы Neoverse CSS и предоставление им полноценного IP-инструментария и EDA, созданных при участии Cadence, Rambus, Synopsys и др.

Также подразумевается поддержка ведущих производителей «кремния» и разработчиков прошивок, в частности, AMI. В число участников проекта уже вошли такие компании, как ADTechnology, Alphawave Semi, Broadcom, Capgemini, Faraday, Socionext и Sondrel. Ожидается поддержка от Intel Foundry Services и TSMC, позволяющая говорить об эффективной реализации необходимых для мультичиповых решений технологий AMBA CHI C2C и UCIe.

Будучи объединённым под одной крышей инициативы Arm Total Design, такой конгломерат ведущих разработчиков и производителей микроэлектроники и системного ПО для него, сможет в кратчайшие сроки не просто создавать новые процессоры, но и гибко отвечать на вызовы рынка ЦОД и HPC, наделяя чипы поддержкой востребованных технологий и ускорителей.

В качестве примера можно привести совместный проект Arm, Socionext и TSMC, в рамках которого ведётся разработка универсального чиплетного процессора, который в различных вариантах компоновки будет востребован гиперскейлерами, поставщиками инфраструктуры 5G/6G и разработчиками периферийных ИИ-систем.

Компания AMD официально анонсировала процессоры Ryzen Threadripper Pro 7000 WX и Ryzen Threadripper 7000 на архитектуре Zen 4 (Genoa). Первые предназначены для построения мощных рабочих станций, а вторые найдут применение в высокопроизводительных настольных ПК (HEDT).

В семейство Ryzen Threadripper Pro 7000 WX вошли шесть моделей, насчитывающих от 12 до 96 вычислительных ядер с возможностью одновременной обработки от 24 до 192 потоков инструкций. Базовая тактовая частота варьируется от 2,5 до 4,7 ГГц, максимальная частота — от 5,1 до 5,3 ГГц.

Чипы несут на борту от 48 до 384 Мбайт кеш-памяти L3, а суммарный объём кеша варьируется от 76 до 480 Мбайт. Показатель TDP у всех изделий одинаков — 350 Вт. Процессоры рассчитаны на работу с материнскими платами на наборе логики WRX90. Доступны восемь каналов для модулей памяти DDR5-5200, максимальный объём которой может достигать 2 Тбайт. Реализована поддержка 148 линий PCIe, из которых доступны 144, а до 128 из них соответствуют стандарту PCIe 5.0. Говорится о поддержке инструкций AVX-512.

Источник изображений: AMD

Чипы Ryzen Threadripper Pro 7000 WX поддерживают технологии AMD Pro и предлагают функции безопасности и управления корпоративного уровня. Процессоры предназначены для выполнения сложного моделирования, рендеринга и других ресурсоёмких задач. Утверждается, что новые решения обеспечивают двукратное повышение производительности по сравнению с изделиями предыдущего поколения в таких инструментах, как Хаос V-Ray. Рабочие станции на данной платформе предложат Dell Technologies, HP, Lenovo и др.

Флагман нового семейства Ryzen Threadripper Pro 7995WX (96 ядер; 192 потока; 2,5–5,1 ГГц) установил новый мировой рекорд в бенчмарке Cinebench R23, показав результат в 100 291 балл. Более того, при разгоне всех 96 ядер до 4,4 ГГц показатель достиг 148 719 баллов. При этом использовалось охлаждение с жидким азотом, а энергопотребление процессора составило 620 Вт. Предыдущий рекорд в 147 668 баллов принадлежал связке из двух чипов EPYC 9654 Genoa.

Что касается процессоров Ryzen Threadripper 7000, то в эту серию вошли три модели с 24, 32 и 64 ядрами с поддержкой многопоточности. Базовая тактовая частота — от 4,0 до 3,2 ГГц, максимальная частота — от 5,1 до 5,3 ГГц. Чипы комплектуются 128/256 Мбайт кеш-памяти L3, а общий размер кеша — от 152 до 320 Мбайт. Процессоры ориентированы на работу в паре с чипсетом TRX50. Обеспечивается поддержка четырёх каналов DDR5-5200 (до 1 Тбайт), 92 линий PCIe (доступны 88 линий, в том числе до 48 линий PCIe 5.0). Показатель TDP у всех процессоров равен 350 Вт. Цена варьируется от $1499 до $4999.

Не столь давно AMD придала семейству процессоров EPYC законченный вид, анонсировав вариант для периферийных вычислений под кодовым названием Siena. А на днях исследователи с сайта Phoronix опубликовали результаты сводного тестирования EPYC 8324P/PN, сравнив производительность новых процессоров с Intel Xeon Gold 6421N.

Как известно, AMD EPYC Siena — упрощённая и удешевлённая версия Bergamo, использующая те же ядра Zen4c и оптимизированные по количеству транзисторов площади кристалла, но имеющая лишь шестиканальную подсистему памяти, а также не поддерживающая конфигурации с двумя процессорами.

Исследователи выбрали для сравнительного анализа 32-ядерные версии процессоров как AMD, так и Intel. Со стороны «красных» выступили EPYC 8324P (2,65–3,0 ГГц) и EPYC 8324PN (2,05–3,0 ГГц), а честь «синих» был призван отстаивать Xeon Gold 6421N (1,8–3,6 ГГц) поколения Sapphire Rapids.

Тестирование показало весьма любопытные результаты. Хотя архитектура Intel Golden Cove явно сложнее AMD Zen 4c и предусматривает полноценную поддержку AVX-512 и AMX, в большинстве тестов это не стало преимуществом для решения Intel. Процессоры AMD практически везде показали сопоставимый уровень производительности при существенно меньшем уровне энергопотребления.

Источник изображений здесь и далее: Phoronix

С настройками теплопакета по умолчанию EPYC 8324P опередил Xeon Gold 6421N на 2,7 %, в режиме максимальной производительности отрыв составил 5 %, а при ограничении TDP до уровня 155 Вт отставание составило всего 2,5 %. Имеющий более скромную частотную формулу EPYC 8324PN отстал от Xeon на 11,8 %, но перевод процессора в режим производительности позволил вырваться вперед на 4,8 %.

По части энергопотребления в среднем показатель решений AMD оставался на уровне 89 или 94 Вт (в зависимости от режима), в то время как для Intel Xeon аналогичный параметр составил 139 Вт. Таким образом, процессоры Siena доказали не только свою способность тягаться на равных с Sapphire Rapids, но и подтвердили свою ориентацию на сектор энергоэффективных, но достаточно производительных систем, например, платформ периферийных вычислений и RAN-оборудования. Впрочем, по части программной поддержки в последнем случае пока лидирует Intel.

Несколько ключевых сотрудников Arm China оставили компанию, основав собственный стартап с господдержкой. Как сообщает The Register, теперь они ищут помощи у своих бывших коллег. Arm China на 49 % принадлежит холдингу Softbank, владеющему и большей частью международного бизнеса Arm, а остальная часть китайского подразделения компании находится в собственности консорциума, тесно связанного с местными властями.

Несколько бывших сотрудников Arm China создали стартап Borui Jingxin для разработки серверных чипов — он получил поддержку от властей Шэньчжэня и теперь хочет переманить из Arm China новых специалистов. Компания является лицензиатом Arm. В свете того, что отношения между США и Китаем поступательно ухудшаются, такое сотрудничество может столкнуться с проблемами в будущем, особенно с учётом того, что Вашингтон пытается ограничить доступ КНР к вычислительным мощностям.

Источник изображения: Li Yang/unsplash.com

Британский разработчик чипов уже отмечал незадолго до IPO, что компания осознаёт угрозу своему бизнесу, связанному с Китаем, особенно если ей дополнительно ограничат или вовсе запретят продажу китайским партнёрам интеллектуальной собственности в попытке сдержать технологическое развитие КНР. Дело в том, что около четверти всей выручки Arm поступает от Arm China. Достаточно отметить, что в Китае находится 40 % всех Arm-серверов мира.

Примечательно, что страхи вполне оправданы — наиболее производительные из разработанных Arm ядер серии Neoverse уже превосходят допустимый предел характеристик, заданный антикитайскими американскими и британскими санкциями. В случае ужесточения санкций объёмы интеллектуальной собственности на продажу могут дополнительно снизиться, а дело идёт к тому, что США, похоже, ужесточит контроль непременно. Несмотря на это, Китай недавно заявил о намерении увеличить вычислительные мощности, в следующие два года они должны преодолеть отметку 300 Эфлопс.

По расчётам IDC, рынок высокопроизводительных серверов в Китае в I квартале 2023 года должен вырасти до $3,1 млрд на 54 % год к году, а к 2027 году он вырастет впятеро, до $16,4 млрд. По мнению экспертов, на нынешнем технологическом уровне Китай отстаёт в разработке и производстве полупроводниковых технологий от западных стран, но ситуация постепенно меняется, и многие китайские компании перешли от закупок продуктов и технологий за рубежом к закупкам местной продукции или даже самостоятельной разработке и производству.

Fujitsu провела на этой неделе брифинг для СМИ и аналитиков на заводе в Кавасаки, на котором рассказала о разработке серверного процессора MONAKA, появление которого на рынке запланировано в 2027 году, пишет ресурс MONOist. Впервые о создании нового поколения CPU компания объявила весной этого года, а часть средств на разработку выделило правительство Японии.

Как сообщил Наоки Синдзё (Naoki Shinjo), гендиректор подразделения развития передовых технологий Fujitsu, MONAKA представляет собой высокопроизводительный энергоэффективынй процессор нового поколения, который разрабатывается для значительного повышения энергоэффективности ЦОД и обеспечения высокоскоростной обработки данных, необходимой для приложений ИИ и цифровой трансформации.

Источник изображений: MONOist

MONAKA будет основан на процессорной архитектуре Arm с набором инструкций Armv9-A с поддержкой масштабируемых векторных расширений SVE2. Он будет представлять собой 3D-сборку из чиплетов, а и его изготовление будет осуществляться с использованием 2-нм техпроцесса TSMC. По словам Синдзё, у процессора будет около 150 ядер, поддержка памяти DDR5 и интерфейс PCIe 6.0 с CXL 3.0. При этом для работы ему будет достаточно воздушного охлаждения.

Fujitsu ожидает, что MONAKA будет в два раза превосходить по энергоэффективности чипы конкурентов и во столько же раз опережать конкурентов по скорости обработки данных в области вычислений, ориентированных на рабочие нагрузки ИИ. За обеспечение безопасности данных в Armv9-A отвечает архитектура конфиденциальных вычислений Arm Confidential Compute Architecture (CCA).

Также сообщается, что в суперкомпьютере-преемнике Fugaku, который будет запущен в 2030 году, будут использоваться процессоры, разработанные с применением технологий, задействованных в MONAKA. В отличие от узкоспециализированных HPC-процессоров FUjitsu A64FX, которые легли в основу Fugaku, чипы MONAKA являются более универсальными решениями.

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.

Корпорация Intel опубликовала уведомление о снятии с производства большого количества серверных процессоров Xeon поколения Cascade Lake-SP, которое появилось в 2019 году. Речь идёт о чипах семейств Xeon Bronze, Xeon Silver, Xeon Gold, Xeon Platinum и о некоторых коробочных изделиях.

В официальном сообщении говорится, что процессоры Cascade Lake-SP уходят в отставку по той причине, что рыночный спрос сместился в сторону других продуктов. Поэтому дальнейшие производство и продажи изделий указанного семейства нецелесообразны.

Источник изображения: Intel

В общей сложности Intel прекратит выпуск 68 чипов. Это, в частности, по два изделия серий Xeon Bronze 3200 и Xeon Silver 4200, десять чипов Xeon Gold 5200, 24 процессора Xeon Gold 6200, 14 решений Xeon Platinum 8200 и 16 коробочных CPU. Под нож попадут изделия разного класса — от модели начального уровня Xeon Bronze 3204 до high-end-версии Xeon Platinum 8280.

Поскольку платформа LGA3647 очень популярна, эти процессоры не исчезнут в одночасье. Intel ещё несколько месяцев будет принимать заказы на поставку указанных процессоров. При этом говорится, что заявки, оформленные после 26 апреля 2024 года, не подлежат отмене. Полностью отгрузки чипов прекратятся 23 октября 2026 года.

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.