Одним из конкурентов чрезвычайно распространённой микроархитектуре Arm называют RISC-V. Компания SiFive продолжает разработки в этой области и на днях она совместно с AB Open продемонстрировала первый мини-кластер на базе плат HiFive Unmatched с процессором Freedom U740.

U740 — это достаточно производительный (уровня ARM Cortex-A7x) чип, который сочетает в себе четыре ядра U74 и одно ядро S7. Поскольку архитектура RISC-V метит уже и в HPC-решения, следующий шаг разработчиков не вызывает удивления — они опубликовали данные о кластерной системе на базе HiFive Unmatched. Концептуально эта новинка очень напоминает популярные сейчас микрокластеры на базе Raspberry Pi или NVIDIA Jetson.

Изображения: AB Open

Целью проекта является теоретическая проверка работоспособности многопроцессорных систем на базе RISC-V, так что сверхвысокой производительностью первый в своём роде кластер похвастаться вряд ли может. Но он объединяет в стандартном 1U-корпусе четыре платы HiFive Unmatched и служебную плату HiFive1 Rev. B, которая отвечает за управление питанием и охлаждением, а также контролирует все остальные платы.

Основные платы кластера SiFive

На задней панели расположена коммутационная патч-панель Gigabit Ethernet, а на переднюю выведены индикаторы и консольные порты всех плат, включая управляющую. Есть также небольшой OLED-экран, способный отображать различные параметры. Данный кластер используется для разработки По. Кроме того, новинка будет полезна в отработке дизайнов процессоров RISC-V с большим количеством ядер.

Компания SiFive в третий раз за год обновила свой набор решений RISC-V. Информацией о проделанной работе поделился старший директор по маркетингу продукции Дрю Барьбье (Drew Barbier) в ходе конференции RISC-V Summit 2021. Релиз SiFive 21G3 внёс ряд доработок в уже имеющиеся продукты компании.

Так, были улучшены подсистемы питания и тактового генератора. Также удалось значительно повысить производительность в задачах машинного обучения для Intelligence X280 благодаря улучшенной многокластерности, ускорению квантования и поддержке BFLOAT16. Семейство Performance обзавелось расширением RISC-V Hypervisor, а семейство Essential получило поддержку Shield WorldGuard и пополнилось новой серией Essential 6, реализующей видение компании универсального вычислительного устройства среднего класса.

Изображения: SiFive

Основой 6-й серии Essential стала испытанная ранее в кремнии высокопроизводительная архитектура Essential 7. Новая же серия создана для удовлетворения потребности рынка в процессорах среднего уровня, поддерживающих приложения реального времени. Она представлена моделями трёх классов: E6, S6 и U6. Ядра E6 предназначены для 32-бит встраиваемых систем с ограниченным энергопотреблением и могут быть особенно полезны в устройствах промышленной автоматики, высокопроизводительных системах реального времени на транспорте и в других IoT-приложениях.

Ядра S6 и U6 обладают сходными характеристиками, но являются 64-разрядными и подходят для задач, особо чувствительных к задержкам в подсистемах хранения и обмена данными. S6 предназначены для встраиваемых систем реального времени, а вот U6 оптимизированы для работы с полноценными ОС. Новая серия позволяет заказчикам гибко настраивать конечную конфигурацию IP-блоков в зависимости от планируемого применения, начиная с многоядерных SoC высокого класса и заканчивая отдельными встраиваемыми микроконтроллерами с низким энергопотреблением.

С тех пор как Nvidia объявила о намерении купить ARM, альтернативная открытая архитектура процессоров на основе набора команд RISC-V приобретает всё большую популярность. Многие компании, университеты и другие организации являются членами некоммерческой организации RISC-V International, занимающейся координацией разработок, а компания SiFive — один из крупных разработчиков IP-блоков, на которых идеи новых процессоров воплощаются в кремнии.

В портфеле компании имеются ядра RISC-V для чипов различного класса — от маломощных E2 до U8, производительность которых сопоставима с Cortex-A7x. В апреле этого года SiFive уже выпускала обновление 21G1, где основное внимание было уделено улучшению характеристики существующих ядер, связанных с операциями с плавающей точкой и уменьшением объёма кода.

А вчера вышло ещё одно, 21G2, в котором не только сделаны очередные улучшения во всем портфеле ядер, но и стали доступны новые модели: Performance P550, который компания характеризует как самое быстрое на сегодняшний день коммерческое процессорное RISC-V ядро, а также Performance P270 и Intelligence X280, оптимизированные для работы периферии.

Среди общих улучшений выделяется результат для серии ядер Essential 7, которые стали производительнее на 10-15% по сравнению с релизом 21G1. В числе других изменений — новый блок ремаппинга адресов и повышение эффективности тактового генератора.

Также компания обновила платформу Linux-разработки на базе ПЛИС, которая обеспечивает простой и быстрый способ оценки всех решений SiFive. Новый набор инструментов SiFive Toolsuite, ориентированный на компиляторы GCC и LLVM, пополнился утилитой Recode, которая автоматически переносит код ARM Neon на процессоры SiFive с поддержкой RVV.

Более подробную информацию о релизе 21G2 можно прочитать в блоге Дрю Барбье (Drew Barbier) на сайте компании SiFive. Напомним, что Intel недавно оценила SiFive в $2 млрд, что является ещё одним свидетельством её достижений.

Команда Seeed Studio и участники проекта BeagleBoard.org анонсировали одноплатный компьютер BeagleV: утверждается, что это первое доступное решение с архитектурой RISC-V, рассчитанное на работу с операционными системами на ядре Linux.

Изделие оснащено процессором SiFive U74 RISC-V с двумя вычислительными ядрами, функционирующими на тактовой частоте 1,5 ГГц. Предусмотрены блок Vision DSP Tensilica-VP6 для реализации функций машинного зрения, а также нейросетевой движок Neural Network Engine и движок NVDLA.

Одноплатный компьютер несёт на борту 8 Гбайт оперативной памяти LPDDR4. Имеются адаптеры беспроводной связи Wi-Fi 802.11b/g/n (диапазон 2,4 ГГц) и Bluetooth 4.2, а также контроллер Gigabit Ethernet для проводного подключения.

В число доступных интерфейсов входят четыре порта USB 3.0, разъём HDMI для вывода изображения, стандартное 3,5-мм аудиогнездо, разъём для сетевого кабеля и порт USB Type-C для подачи питания. Кроме того, предусмотрен слот для флеш-карты формата microSD.

Есть аппаратный ускоритель, который поддерживает кодирование и декодирование видео в формате H264/H265 с разрешением 4К (60 кадров в секунду). Упомянут 40-контактный разъём GPIO.

Приобрести решение BeagleV можно будет по цене 149 долларов США, заполнив форму предварительной заявки. Поставки начнутся в апреле этого года. Более подробная информация о новинке доступна на этой странице.

Компания SiFive анонсировала любопытную новинку: плату для разработчиков HiFive Unmatched, в основу которой положен чип с открытой микропроцессорной архитектурой RISC-V. Изделие выполнено в стандартном формате Mini-ITX: габариты составляют 170 × 170 мм.

Задействована фирменная «система на чипе» SiFive Freedom U740. Она объединяет четыре ядра U74 и одно ядро S7. Тактовая частота составляет 1,4 ГГц, но энтузиасты смогут увеличить данное значение до 1,5 ГГц.

Плата укомплектована 8 Гбайт оперативной памяти DDR4, модулем Quad SPI Flash на 32 Мбайт и слотом microSD, в который может быть установлена карта памяти с операционной системой Linux.

Оснащение включает слот расширения PCIe 3.0 x16, разъём M.2 для твердотельного накопителя NVMe SSD, а также ещё один коннектор М.2 для комбинированного адаптера беспроводной связи Wi-Fi/Bluetooth. За проводное подключение к сети отвечает контроллер Gigabit Ethernet.

В число доступных разъёмов входят четыре порта USB 3.2 Gen1 Type-A и гнездо для сетевого кабеля. Также на плате есть JTAG, 4 × GPIO, 2 × I²C, 2 × QSPI, 2 × UART и PWM.

Более подробная информация об изделии доступна на этой странице. В продажу плата SiFive HiFive Unmatched поступит в ближайшее время: цена — 665 долларов США.

Открытая архитектура RISC-V наращивает мускулы. Один из пионеров среди разработчиков базовых ядер RISC-V компания SiFive представила новую 8-ю серию ядер.

В настоящий момент SiFive раскрыла детали о ядрах U84 и позже добавит к ним подробности о ядрах U87. Ядра U84 уже доступны для лицензирования и оптимизированы для производства с техпроцессами вплоть до 7-нм.

Это решения, нацеленные на максимальную энергоэффективность вкупе с минимальным потреблением и с максимально уменьшенной площадью кристалла. Ядра U87 будут ориентированы на максимальную производительность и обработку векторов.

Как сообщают в SiFive, ядра U84 в 3,1 раза производительнее популярных стандартных ядер U74. Это достигается как за счёт архитектурных улучшений (2,3-кратном приросте числа исполняемых за такт инструкций), так и за счёт 1,4-кратного увеличения максимального значения тактовой частоты (до 2,6 ГГц в 7-нм техпроцессе).

Как показано на графике ниже, на изолированных процессах ядра U84 в 5,3 раза быстрее, чем ядра SiFive U54, а при исполнении в 7-нм техпроцессе ядра U84 оказываются в 7,2 раза производительнее 28-нм ядер U54.

Если сравнивать их с ARM Cortex-A72, добавляют разработчики, то ядра U84 показывают полуторакратный прирост производительности на Ватт и лучшее использование площади кристалла (2-кратное по эффективности).

U84-кластер может быть собран из четырёх ядер или меньше, но архитектура допускает согласованные гетерогенные связки ядер разных поколений и включение в платформу ускорителей сторонних разработчиков. Кроме того, число конвейеров в ядре может быть меньше максимального значения из 12 штук.

Также по желанию лицензиата может быть уменьшена глубина очереди команд. Всё это и многое другое делает решения SiFive весьма масштабируемыми в широких пределах.

При всём прочем новые ядра чрезвычайно компактные. Если исключить кеш L2 объёмом 2 МБ, то одно ядро U84 уместится на площади 0,28 мм². Это делает SiFive U84 удобным решением для организации первичных периферийных вычислений, что будет ценно для ИИ, машинного обучения, вещей с подключением к Интернету и многого другого. Немного подробнее об архитектуре ядер SiFive U84 можно узнать по этой ссылке.