A Linux Foundation abriu uma nova direção - a CHIPS Alliance. Dentro da estrutura deste projeto, a organização desenvolverá um sistema de instrução RISC-V gratuito e tecnologias para a criação de processadores baseados nele. Vamos contar com mais detalhes o que está acontecendo nessa área.
/ foto Gareth Halfacree CC BY-SAPor que a Aliança CHIPS apareceu
Patches que protegem contra Meltdown e Spectre, em alguns casos,
reduzem o desempenho do servidor em 50%. Ao mesmo tempo, novas variações de vulnerabilidades associadas à execução especulativa de comandos ainda aparecem. Um deles
ficou conhecido no início de março - os especialistas em segurança da informação o chamaram de Spoiler. Essa situação afeta a
discussão da necessidade de revisar as soluções e abordagens de hardware existentes para seu desenvolvimento. Em particular, a Intel
já está
preparando uma nova arquitetura para seus processadores, não afetada pelo Meltdown e Spectre.
Eles não se destacaram na Linux Foundation. A organização lançou sua própria iniciativa - a Aliança CHIPS - cujos membros se envolverão no desenvolvimento de processadores baseados no RISC-V.
Quais projetos já estão desenvolvendo
A lista de membros da CHIPS Alliance inclui Google, Western Digital (WD) e SiFive. Cada um deles apresentou seus próprios desenvolvimentos. Vamos falar sobre alguns deles.
RISCV-DV
A gigante de TI de pesquisa transferida para a plataforma de código aberto para testar processadores baseados no RISC-V. A solução
gera aleatoriamente comandos que
permitem verificar a operacionalidade do dispositivo: testar processos de transição, pilhas de chamadas, registros de
RSE , etc.
Por exemplo,
aqui está uma classe que é responsável por realizar um teste simples de instruções aritméticas:
class riscv_arithmetic_basic_test extends riscv_instr_base_test; `uvm_component_utils(riscv_arithmetic_basic_test) `uvm_component_new virtual function void randomize_cfg(); cfg.instr_cnt = 10000; cfg.num_of_sub_program = 0; cfg.no_fence = 1; cfg.no_data_page = 1'b1; cfg.no_branch_jump = 1'b1; `DV_CHECK_RANDOMIZE_WITH_FATAL(cfg, init_privileged_mode == MACHINE_MODE; max_nested_loop == 0;) `uvm_info(`gfn, $sformatf("riscv_instr_gen_config is randomized:\n%0s", cfg.sprint()), UVM_LOW) endfunction endclass
Segundo
os desenvolvedores, a plataforma difere dos análogos, pois permite verificar consistentemente todos os componentes do chip, incluindo o bloco de memória.
Protocolo OmniXtend
Este é um protocolo de rede da WD que fornece coerência de cache ao transferir dados pela Ethernet.
O OmniXtend permite trocar mensagens diretamente com o cache do processador e é usado para conectar vários aceleradores: GPU ou FPGA. Também é adequado para a criação de sistemas baseados em vários chips RISC-V.
O protocolo já é suportado por
chips SweRV, focados no processamento de dados em data centers. O SweRV é um processador superescalar de 32 bits e pipeline duplo, baseado em uma tecnologia de processo de 28 nanômetros. Cada pipeline possui nove níveis, o que possibilita carregar e executar vários comandos simultaneamente. O dispositivo opera com uma frequência de 1,8 GHz.
Gerador de chip de foguete
Uma solução da SiFive, fundada pelos desenvolvedores da tecnologia RISC-V.
Rocket Chip é um gerador de núcleo de processador RISC-V no Chisel. É
uma coleção de bibliotecas parametrizadas que são usadas para criar
SoC .
Quanto ao
Chisel , esta é uma linguagem de descrição de hardware baseada em Scala. Ele gera código de baixo nível no Verilog,
adequado para processamento em ASIC e FPGA. Assim, permite o uso de princípios de POO no desenvolvimento de
RTL .
Perspectivas da Aliança
Especialistas dizem que a iniciativa Linux Foundation tornará o mercado de processadores mais democrático e aberto a novos players. A IDC
observa que a crescente popularidade de tais projetos terá um efeito positivo no desenvolvimento de tecnologias de aprendizado de máquina e sistemas de IA em geral.
/ foto Fritzchens Fritz PDO desenvolvimento de processadores de código aberto também reduzirá o custo de criação de chips personalizados. No entanto, isso só acontecerá se a comunidade Linux Foundation conseguir atrair desenvolvedores suficientes.
Projetos similares
Outras organizações estão desenvolvendo projetos relacionados ao hardware aberto. Um exemplo seria o consórcio CXL, que introduziu o padrão Compute Express Link em meados de março. A tecnologia é análoga ao OmniXtend e também conecta CPU, GPU, FPGA. Para troca de dados, o padrão usa o barramento PCIe 5.0.
Outro projeto envolvido no desenvolvimento de tecnologias de processador é o MIPS Open, que apareceu em dezembro de 2018. A iniciativa foi criada pela startup Wave Computing. Os desenvolvedores planejam
abrir os conjuntos de instruções MIPS de 32 e 64 bits mais recentes para a comunidade de TI. O início do projeto
está previsto para os próximos meses.
Em geral, a abordagem de código aberto está se tornando geralmente aceita não apenas para software, mas também para hardware. Tais projetos são apoiados por grandes empresas. Portanto, podemos esperar que, no futuro próximo, mais dispositivos apareçam no mercado, baseados em padrões abertos de hardware.
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