🥇Linux Foundation vil tage sig af open source-chips

Linux Foundation har åbnet et nyt område - CHIPS Alliance. I denne ramme vil organisationen udvikle det åbne RISC-V kommandosystem og teknologier til at skabe processorer baseret på det. Vi fortæller mere om, hvad der sker på dette område.

/ фото Gareth Halfacree CC BY-SA

Hvorfor CHIPS Alliance blev oprettet

Patchene, der beskytter mod Meltdown og Spectre, kan i nogle tilfælde nedsætte ydeevnen af servere med 50%. Der opstår stadig nye variationer af sårbarheder forbundet med spekulativ udførelse af kommandoer. En af dem blev kendt i begyndelsen af marts — sikkerhedsspecialister har døbt den Spoiler. Denne situation påvirker diskussionen om nødvendigheden af at revidere eksisterende hardwareløsninger og tilgange til deres udvikling. Især Intel forbereder allerede en ny arkitektur til deres processorer, der ikke er modtagelig for Meltdown og Spectre.

Hellere ikke Linux Foundation sidder stille. Organisationen har lanceret sin egen initiative - CHIPS Alliance - hvor deltagerne vil arbejde med udvikling af processorer baseret på RISC-V.

Hvilke projekter udvikles allerede

Blandt deltagerne i CHIPS Alliance - Google, Western Digital (WD) og SiFive. Hver af dem har præsenteret deres egne løsninger. Vi fortæller om nogle af dem.

RISCV-DV

Den søgende IT-gigant har overleveret en open source platform til test af processorer baseret på RISC-V. Løsningen genererer tilfældigt kommandoer, som gør det muligt at teste enhedens funktionalitet: tester overgange, stakens kaldeprocesser, CSR-registre osv.

For eksempel, sådan ser klassen ud, der er ansvarlig for at udføre en simpel test af aritmetiske instruktioner:

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 er randomiseret:n%0s",
                    cfg.sprint()), UVM_LOW)
  endfunction

endclass

Ifølge ifølge udviklernes ord, adskiller platformen sig fra lignende med det, at den tillader sekventiel test af alle chipkomponenter, inklusive hukommelsesblokken.

OmniXtend-protokollen

Dette er en netværksprotokol fra WD, der sikrer cache-kohærens ved dataoverførsel over Ethernet. OmniXtend muliggør direkte kommunikation med CPU-cache og bruges til at forbinde forskellige typer acceleratorer: GPU eller FPGA. Det er også velegnet til at skabe systemer bygget på flere RISC-V-chips.

Protokollen understøttes allerede af SweRV-chips, der er fokuseret på databehandling i datacentre. SweRV er en 32-bit dual-pipelined superskalær processor lavet med en 28-nanometer teknologi. Hver pipeline har ni niveauer, hvilket muliggør indlæsning og udførelse af flere instruktioner samtidigt. Enheden kører ved en frekvens på 1,8 GHz.

Rocket Chip-generator

er en løsning fra SiFive, som blev grundlagt af udviklerne af RISC-V-teknologien. Rocket Chip er en generator for RISC-V-processor kerner skrevet i Chisel. Det repræsenterer er en række parametriserede biblioteker, der bruges til at oprette SoC.

Hvad angår Chisel, er det et hardwarebeskrivelsessprog baseret på Scala. Det genererer lavniveau Verilog-kode, som er velegnet til behandling på ASIC og FPGA. På den måde muliggør det brug af OOP-principper i udviklingen af RTL.

Udsigter for alliancen

Eksperter mener, at Linux Foundations initiativ vil gøre processor-markedet mere demokratisk og åbent for nye aktører. I IDC prognoserne, at stigende popularitet af sådanne projekter vil have en positiv indvirkning på udviklingen af maskinlæringsteknologier og AI-systemer generelt.

Linux Foundation vil fokusere på open source chips
/ фото Fritzchens Fritz Der findes flere alternativer på markedet, som store IT-virksomheder udvikler: AMD og Intel.

Udviklingen af open source-processorer vil også bidrage til at reducere omkostningerne ved design af tilpassede chips. Dette vil dog kun ske, hvis Linux Foundation formår at tiltrække et tilstrækkeligt antal udviklere.

Lignende projekter

Andre organisationer arbejder også på udviklingen af projekter relateret til open hardware. Et eksempel er CXL-konsortiet, som introducerede Compute Express Link-standarden midt i marts. Teknologien svarer til OmniXtend og forbinder også CPU, GPU og FPGA. Standarden bruger PCIe 5.0-bussen til dataoverførsel.

Et andet projekt, der beskæftiger sig med udvikling af processor-teknologier, er MIPS Open, som blev lanceret i december 2018. Initiativet blev skabt af startupen Wave Computing. Udviklerne planlægger at åbne den nyeste 32- og 64-bit MIPS-instruktionssæt for IT-samfundet. Projektets start forventes i de kommende måneder.

Generelt bliver open source-tilgangen almindeligt accepteret ikke kun for software, men også for hardware. Sådanne projekter støttes af store virksomheder. Derfor kan man forvente, at der i den nærmeste fremtid vil komme flere enheder på markedet, der er baseret på åbne hardware-standarder.

Friske indlæg fra vores virksomhedsbog:

Indlæg fra vores Telegram-kanal:

Kilde: habr.com