首屆 RISC-V 中國(guó)峰會(huì)于本周在上?？萍即髮W(xué)舉辦，在本屆大會(huì)上，中科院大學(xué)教授、中科院計(jì)算所研究員包云崗，發(fā)布了開源高性能 RISC-V 處理器核心 —— 香山。他表示，目前 CPU 領(lǐng)域還沒(méi)有一個(gè)像 Linux 那樣的開源主線，因此研發(fā)團(tuán)隊(duì)判斷，業(yè)界需要一個(gè)開源的高性能 RISC-V 核，既能被工業(yè)界廣泛應(yīng)用，又能支持學(xué)術(shù)界試驗(yàn)創(chuàng)新想法，目標(biāo)是像 Linux 那樣至少存活 30 年。
香山是在中科院計(jì)算所、鵬城實(shí)驗(yàn)室的支持下，通過(guò)中國(guó)開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟聯(lián)合業(yè)界企業(yè)一起開發(fā)一款開源高性能 RISC-V 處理器核，首個(gè)量產(chǎn)版本“雁棲湖”計(jì)劃于今年7月流片，采用臺(tái)積電28nm工藝。
包云崗稱，該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)了一年多的準(zhǔn)備工作，建立團(tuán)隊(duì)并申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)。2020 年 6 月 11 日，香山在 GitHub 上建立了代碼倉(cāng)庫(kù)。團(tuán)隊(duì)在 1 年的時(shí)間里，25 位同學(xué)和老師參與了香山的開發(fā)，提交了 3296 次代碼，總行數(shù) 5 萬(wàn)余行，具有 400 多個(gè)文檔。
香山是一款開源 RISC-V 處理器核，它的架構(gòu)代號(hào)以湖命名。第一版架構(gòu)代號(hào)是“雁棲湖”。這款處理器的 RTL 代碼于 2021 年 4 月完成，計(jì)劃于 7 月基于 TSMC 28nm 工藝流片，目前頻率為 1.3GHz。
第二版架構(gòu)代號(hào)是“南湖”，這是向建黨 100 周年致敬。“南湖”計(jì)劃在今年年底流片，將采用中芯國(guó)際 14nm 工藝，目標(biāo)頻率是 2GHz。
具體來(lái)看，“雁棲湖”架構(gòu)是一個(gè) 11 級(jí)流水、6 發(fā)射、4 個(gè)訪存部件的亂序處理器核。在發(fā)射寬度上已經(jīng)可以和一些 ARM 高端處理器核相當(dāng)，但還未進(jìn)行充分優(yōu)化，因此實(shí)際性能還有不小的差距。包云崗教授的團(tuán)隊(duì)希望未來(lái)通過(guò)持續(xù)迭代優(yōu)化（“南湖”-->"X 湖"-->"Y 湖"-->……），性能達(dá)到 ARM A76 的水平。
2020 年，團(tuán)隊(duì)基于 Chisel 完成了一款 8 核標(biāo)簽化 RISC-V 處理器的測(cè)試流片，采用了臺(tái)積電 28nm 工藝。研發(fā)人員基于 GitHub CI 構(gòu)建了一套流程化的自動(dòng)回歸測(cè)試框架，這款測(cè)試芯片于 2020 年 9 月起，成功在 FPGA 上啟動(dòng) Linux/Debian 系統(tǒng)。
“香山”處理器核的開發(fā)的重要決策之一，是選擇了敏捷設(shè)計(jì)語(yǔ)言 Chisel，原因是開發(fā)效率遠(yuǎn)高于 Verilog，實(shí)現(xiàn)相同的功能，Chisel 代碼量?jī)H為 Verilog 的 1/5。
“香山”開發(fā)過(guò)程中的另一個(gè)重要決策便是：高度重視構(gòu)建支持敏捷設(shè)計(jì)的流程與工具。這為芯片的開發(fā)提供了科學(xué)的流程，保證了成功率。此外，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了十余種各具特色的工具，支撐起這套敏捷設(shè)計(jì)流程。
IT之家了解到，目前香山正在進(jìn)行下一代架構(gòu)“南湖”的開發(fā)，目標(biāo)是今年年底流片，基于中芯國(guó)際的 14nm 工藝，頻率達(dá)到 2GHz，SPECCPU 分值達(dá)到 10 分 / GHz，支持雙通道 DDR 內(nèi)存以及 PCIe、USB、HDMI 等更多功能。
官方表示，香山處理器核心的研發(fā)得到了北京智源人工智能研究院的支持，北京微核芯公司資深專家的支持。在第二期，還將聯(lián)合字節(jié)跳動(dòng)、ESWIN、優(yōu)矽科技等合作伙伴共同開發(fā)。
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