🥇Linux Foundation se zaměří na open source čipy

Linux Foundation zahájila novou iniciativu — CHIPS Alliance. V rámci tohoto projektu organizace rozvine otevřený systém RISC-V a technologie pro výrobu procesorů na jeho základě. Pojďme se podívat blíže na to, co se v této oblasti děje.

/ фото Gareth Halfacree CC BY-SA

Proč vznikla CHIPS Alliance

Záplaty chránící proti Meltdown a Spectre v některých případech snižují výkon serverů o 50 %. Přitom se stále objevují nové varianty zranitelností spojených se spekulativním prováděním příkazů. O jedné z nich se dozvědělo začátkem března — odborníci na kybernetickou bezpečnost ji nazvali Spoiler. Tato situace ovlivňuje diskuze potřebu přehodnocení stávajících hardwarových řešení a přístupů k jejich vývoji. Zejména Intel už připravují novou architekturu pro své procesory, která nebude náchylná na Meltdown a Spectre.

Linux Foundation také nezůstala pozadu. Organizace zahájila vlastní iniciativu — CHIPS Alliance — jejíž členové se budou zabývat vývojem procesorů na bázi RISC-V.

Jaké projekty již vyvíjejí

Mezi členy CHIPS Alliance jsou Google, Western Digital (WD) a SiFive. Každá z nich představila své vlastní vývojové projekty. Pojďme si o některých z nich říci víc.

RISCV-DV

Vyhledávací IT gigant předal opensource platformu pro testování procesorů na bázi RISC-V. Řešení náhodně generuje příkazy, které umožňují ověří funkčnost zařízení: testují procesy přechodu, zásobníku volání, CSR-registry a další.

Například, takto vypadá třída, která provádí jednoduchý test aritmetických instrukcí:

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

Podle slov vývojářů, platforma se od analogů liší tím, že umožňuje postupné ověření všech komponent čipu, včetně paměťového bloku.

Protokol OmniXtend

Je to síťový protokol od WD, který zajišťuje koherenci cache při přenosu dat po Ethernetu. OmniXtend umožňuje přímou komunikaci s procesorovou cache a používá se pro připojení různých akcelerátorů: GPU nebo FPGA. Je také vhodný pro vytváření systémů založených na více čipech RISC-V.

Protokol je již podporován čipy SweRV, zaměřenými na zpracování dat v datových centrech. SweRV je 32bitový dvoukanálový superskalární procesor vyrobený 28nm technologií. Každý kanál má devět úrovní, což umožňuje načítat a vykonávat několik příkazů současně. Zařízení pracuje na frekvenci 1,8 GHz.

Generátor Rocket Chip

Řešení od firmy SiFive, kterou založili vývojáři technologie RISC-V. Rocket Chip je generátor procesorových jader RISC-V v jazyce Chisel. On představuje sada parametrizovaných knihoven, které se používají k vytvoření SoC.

Co se týče Chisel, což je jazyk popisu hardwaru založený na Scale. Generuje nízkoúrovňový kód v Verilogu, který je také vhodné je určen pro zpracování na ASIC a FPGA. Takto umožňuje využití principů OOP při vývoji RTL.

Perspektivy aliance

Odborníci říkají, že iniciativa Linux Foundation učiní trh procesorů demokratickým a otevřeným pro nové hráče. V IDC uvádějí, že rostoucí popularita takových projektů pozitivně ovlivní rozvoj technologií strojového učení a systémů AI jako celku.

Linux Foundation se začne zabývat open source čipy
/ фото Fritzchens Fritz PD

Rozvoj open source procesorů také sníží náklady na návrh vlastních čipů. To však nastane pouze v tom případě, pokud se Linux Foundation podaří přilákat dostatečné množství vývojářů.

Podobné projekty

Na vývoji projektů souvisejících s otevřeným hardwarem pracují i další organizace. Příkladem může být konsorcium CXL, které v polovině března představilo standard Compute Express Link. Tato technologie je obdobou OmniXtend a také propojuje CPU, GPU, FPGA. Pro výměnu dat standard využívá sběrnici PCIe 5.0.

Dalším projektem, který se zabývá vývojem procesorových technologií, je MIPS Open, který vznikl v prosinci 2018. Iniciativu vytvořil startup Wave Computing. Vývojáři plánují otevřít pro IT komunitu přístup k posledním 32- a 64bitovým instrukčním sadám MIPS. Zahájení projektu 4. listopadu. v následujících měsících.

Celkově se přístup open source stává běžně uznávaným nejen pro software, ale i pro hardware. Podobné projekty podporují velké společnosti. Lze tedy očekávat, že v blízké budoucnosti se na trhu objeví více zařízení založených na otevřených hardwarových standardech.

Čerstvé příspěvky z našeho firemního blogu:

Příspěvky z našeho Telegram kanálu:

Zdroj: habr.com