雖然當前不少內核仍是各大IP供應商的專有產品,但他們在軟件工具鏈上也紛紛選擇了開源。在今日正式舉辦的RISC-V中國峰會上,我們也看到了國內產學研在RISC-V開源上做出的各種努力。
香山:首個開源高性能RISC-V內核
當前的RISC-V社區已經有了不少開源內核,但國內外的開源內核以及各大IP公司免費提供的內核,往往都是較為初級的內核,適合上手試用或是一些低性能的應用,無法滿足業界對高性能RISC-V處理器的需求,想要嘗試進階或高級的RISC-V開發,想要現成的內核只能選用SiFive或芯來等公司提供的高性能IP。
雁棲湖微架構框圖 / ICT
面對這一挑戰,中國科學院計算技術研究所(ICT)發布了香山,一款開源的高性能RISC-V內核。該內核的第一版微架構雁棲湖在去年6月就建立了代碼倉庫,并于今年四月完成了RTL工作。雁棲湖是一個11級流水線的架構,采用了臺積電的28nm工藝,頻率可達1.3GHz,SPEC CPU2006可達7分/GHz左右。
雁棲湖架構開發時間軸 / ICT
中科院計算所的包云崗老師提到,該內核的未來目標是性能達到ARM Cortex-A76的水平,而基于第一版雁棲湖的芯片將在7月中旬流片。
中科院計算所也在今年開始了第二版南湖架構的設計討論工作,預計2021年底可以完成。該架構采用了中芯國際的14nm工藝,頻率預計可以達到2GHz,SPEC CPU2006可達10分/GHz。南湖將支持剛發布1.0候選版本的bitmanip位操作指令集擴展,并采用新的L2 Cache,實現更高的頻率、吞吐量和更低的延遲,同時也將開放PCIe、USB和HDMI等外設的接口。
除此之外,香山還采用了第二版的木蘭寬松許可證,在確保開源的同時,也進一步保證了貢獻者的利益。
在對開發語言進行對比后,中科院計算所選用了Chisel作為硬件設計語言,據包云崗強調,與Verilog相比,Chisel將代碼量減少了到了五分之一。不僅如此,在開發工具上,中科院計算所也已經完成了NEMU解釋器、Agent Faker測試框架與Difftest驗證框架等一系列工作。
包云崗強調,他們的計劃是讓香山存活30年,每半年更新一次架構,每年兩次流片。香山的目標是廣泛應用于工業界,并成為學術界的創新平臺。
RISC-V筆記本明年面世?
對RISC-V有過關注的朋友相信也都記得ISCAS(中國科學院軟件研究所)的PLCT Lab(軟件語言與編譯技術實驗室)團隊,該團隊曾完成過AOSP和V8在RISC-V RV64G上移植的工作。根據團隊成員項目總監吳偉在RISC-V軟件開發者社區透露,PLCT Lab與Tarsier團隊將從今年7月起開展兩項新工作,Tarsier團隊為ISCAS內部成立的一個新團隊,主要專注于移植和優化RISC-V上的Linux發行版。、
PLCT Lab去年底公布的2021路線圖 / PLCT Lab
兩個團隊的工作內容包括將火狐移植到RV64GC上,包括對Spidermonkey引擎的支持。第二項工作則是將Chromium的瀏覽器和ChromiumOS移植到RV64GC上。而ChromiumOS是谷歌Chrome OS的開源項目,Chrome OS基于Chrome瀏覽器的Linux操作系統,廣泛應用于Chromebook和Pixelbook筆記本。
吳偉提到,推進這些項目的動力和重要性在于明年很可能就有RISC-V筆記本的面世,ISCAS計劃在2022年底之前打造2000臺RV64GC筆記本。他還指出,當前RISC-V其實硬件已經相對健全了,但軟件生態依然存在很大的空缺,而主流瀏覽器的支持正是當前呼聲最高的需求。
如果明年RISC-V筆記本就能面世的話,這將是一個極快的速度,畢竟Arm的筆記本也只在近年才開始普及。當前不少RISC-V內核都有了具備運行Linux的性能,而筆記本上高頻使用的軟件正是瀏覽器,因此這兩項移植工作都將大大推動RISC-V的軟件生態。