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.

Компания Sipeed, по сообщению CNX-Software, подготовила к выпуску компактный кластер Lichee Cluster 4A на архитектуре RISC-V. Продажи новинки, функционирующей под управлением Debian, начнутся в сентябре нынешнего года.

Изделие допускает установку семи вычислительных модулей Lichee Module 4 Model A (LM4A). Они наделены чипом Xuantie C910 (RV64GCV) с четырьмя ядрами RISC-V, нейропроцессорным блоком (NPU) производительностью до 4 TOPS, энергоэффективным ядром Xuantie E902, графическим узлом Imagination 3D (50 Гфлопс) и DSP Xuantie C906.

Источник изображения: Sipeed

Кластер может нести на борту в сумме до 112 Гбайт оперативной памяти LPDDR4X и до 896 Гбайт флеш-памяти eMMC. Доступны семь слотов для карт microSD — по одному на модуль LM4A. В оснащение Lichee Cluster 4A входят сетевые порты 1GbE для кластера в целом и одного из разъёмов для вычислительных модулей, интерфейс HDMI, семь портов USB 3.0 и один порт USB 2.0, а также Ethernet-порт (BMC) для управления.

Габариты новинки составляют 200 × 120 × 220 мм. Питание может подаваться от внутреннего блока или через DC-разъём. В верхней части устройства предусмотрена ручка для переноски. За охлаждение отвечает активная система с вентилятором, имеющим боковое расположение.

Компания Shenzhen MilkV Technology (Milk-V) анонсировала первый, по её словам, в мире коммутатор стандарта 10GbE на базе открытой архитектуры RISC-V. Устройство получило название Milk-V Vega: оно предназначено для применения в сетях широкополосного доступа, в составе платформ видеонаблюдения и аудиовизуальных сервисов, в системах умных городов и пр.

Задействован RISC-V-чип FSL1030M разработки Wuhan Binary Semiconductor Corporation. Изделие функционирует на частоте 400 МГц и располагает кешем объм 1,5 Мбайт. В качестве программной платформы используется ОС с ядром Linux. Milk-V Vega располагает двумя портами 10GbE SFP+, четырьмя разъёмами 1GbE SFP и восемью портами 1GbE RJ-45. Возможен монтаж двух устройств в стандартную серверную стойку бок о бок.

Источник изображения: Milk-V

Процессорная часть основана на ядре UX608 uCore (Nuclei System Technology). Поддерживаются набор инструкций RV32/64 IMACFDPB, интерфейсы AHB-Lite, ILM/DLM и пр. Предусмотрена настраиваемая память SRAM для инструкций и данных. Конфигурация чипа включает помио кешей инструкций ICache и данных DCache ещё и Cluster Cache. Поддерживаются интерфейсы JTAG и cJTAG.

Источник: Milk-V

Используемый в устройства китайский чип-коммутатор (L2) FSL91030M обеспечивает поддержку восьми гигабитных PHY-портов (10/100/1000BASE-T и 100BASE-FX), двух портов 10G SerDes (1000BASE-X, SGMII, QSGMII, O-USGMII и 10G BASE-R) и четырёх портов 1G SerDes (1000BASE-X и SGMII). Возможно использование четырёх комбинированных портов 1G SerDes и 1 GbE PHY. Кроме того, FSL91030M позволяет использовать два порта в качестве расширяемых интерфейсов RGMII/GMII/MII.

Qualcomm, NXP Semiconductors, Infineon Technologies, Nordic Semiconductor и Bosch сообщили об объединении усилий с целью развития экосистемы RISC-V и продвижения продуктов на этой открытой процессорной архитектуре. Речь идёт прежде всего о разработке аппаратного обеспечения следующего поколения — сначала для автомобильной промышленности, а затем для IoT и других сфер.

Участники инициативы намерены совместно инвестировать в новую компанию, которой предстоит заняться поддержкой проектов RISC-V. Название этой фирмы не раскрывается, но известно, что она будет базироваться в Германии. Новая компания, как отмечается, предоставит эталонные решения и поможет создать платформы, широко используемые в отрасли. Кроме того, совместное предприятие позволит ускорить коммерциализацию будущих продуктов на основе RISC-V.

Источник изображения: Liliputing

«Дальнейшее внедрение технологии RISC-V будет способствовать ещё большему разнообразию в электронной промышленности, поможет в развитии бизнеса небольших и начинающих компаний, а также повысит масштабируемость уже существующих игроков», — говорится в совместном заявлении партнёров.

На начальном этапе компания сосредоточится на решениях для автомобильной промышленности, а в перспективе планирует разрабатывать продукты для Интернета вещей (IoT) и мобильных устройств. Новая структура призывает отраслевые ассоциации, участников рынка и правительства объединить усилия в поддержку этой инициативы, которая поможет «повысить устойчивость полупроводниковой экосистемы». О размере инвестиций в проект ничего не сообщается.

Нужно отметить, что Qualcomm является одним из крупнейших в мире поставщиков чипов с архитектурой Arm. Её участие в новой инициативе говорит о том, что компания намерена заняться активной разработкой изделий RISC-V.