{"id":115783,"date":"2024-05-15T02:59:19","date_gmt":"2024-05-15T00:59:20","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/opublikovan-vortex-2-1-otkrytyj-gpgpu-na-baze-arhitektury-risc-v"},"modified":"2024-05-15T02:59:19","modified_gmt":"2024-05-15T00:59:20","slug":"opublikovan-vortex-2-1-otkrytyj-gpgpu-na-baze-arhitektury-risc-v","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/opublikovan-vortex-2-1-otkrytyj-gpgpu-na-baze-arhitektury-risc-v","title":{"rendered":"Vortex 2.1 ver\u00f6ffentlicht, offenes GPGPU auf Basis der RISC-V-Architektur","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Eine neue Version des Vortex-Projekts wurde ver\u00f6ffentlicht, das ein offenes GPGPU auf Basis der RISC-V-Befehlssatzarchitektur entwickelt, das f\u00fcr die Durchf\u00fchrung von parallelen Berechnungen mit der OpenCL-API und dem SIMT-Modell (Single Instruction, Multiple Threads) ausgelegt ist. Das Projekt kann auch f\u00fcr Forschungsarbeiten im Bereich 3D-Grafik und f\u00fcr die Entwicklung neuer GPU-Architekturen verwendet werden. Schaltpl\u00e4ne, Beschreibungen von Hardwaremodulen in Verilog, Simulatoren, Treiber und begleitende Projektdokumentation werden unter der Apache 2.0-Lizenz verteilt. <\/p>\n
Die Grundlage des GPGPU bildet das standardm\u00e4\u00dfige ISA RISC-V, das um einige zus\u00e4tzliche Instruktionen erweitert wurde, die erforderlich sind, um GPU-Funktionen und das Thread-Management zu unterst\u00fctzen. Dabei wurden \u00c4nderungen an der RISC-V-Befehlsarchitektur auf ein Minimum beschr\u00e4nkt und vorhandene Vektorinstruktionen nach M\u00f6glichkeit verwendet. Ein \u00e4hnlicher Ansatz wird im Projekt RV64X verfolgt, das ebenfalls ein offenes GPU auf Basis der RISC-V-Technologien entwickelt. <\/p>\n
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Haupmerkmale von Vortex: <\/p>\n
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Unterst\u00fctzung von 32- und 64-Bit-Befehlsarchitekturen RISC-V RV32IMF und RV64IMAFD. <\/li>\n
Anpassbare Anzahl von Kernen, Aufgabenbl\u00f6cken (warps) und Threads. <\/li>\n
Anpassbare Anzahl von ALUs, FPUs, LSUs und SFUs f\u00fcr jeden Kern. <\/li>\n
Anpassbare Breite der Pipeline-Ausgabe (pipeline issue width). <\/li>\n
Optionale gemeinsame Speicher und Caches der Ebenen L1, L2 und L3. <\/li>\n
Unterst\u00fctzung der OpenCL 1.2-Spezifikation. <\/li>\n
Implementierungsm\u00f6glichkeiten auf FPGA Altera Arria 10, Altera Stratix 10, Xilinx Alveo U50, U250, U280 und Xilinx Versal VCK5000. <\/li>\n
Erweiterte Instruktionen: \u201etex\u201c zur Beschleunigung der Texturverarbeitung, vx_rast zur Rasterisierungssteuerung, vx_rop zur Verarbeitung von Fragmenten, Tiefe und Transparenz, vx_imadd zur Durchf\u00fchrung der \u201emultiplizieren und addieren\u201c-Operation, vx_wspawn, vx_tmc und vx_bar zur Aktivierung von Fronten von Instruktionen und Threads in diesen (wavefront, eine Gruppe von Threads, die parallel im SIMD Engine ausgef\u00fchrt werden), vx_split und vx_join. <\/li>\n
Die Unterst\u00fctzung der Zwischendarstellung von Shadern SPIR-V wird durch \u00dcbersetzung in OpenCL realisiert. <\/li>\n
F\u00fcr die Anwendungsentwicklung steht ein Toolkit zur Verf\u00fcgung, das angepasste PoCL-Varianten (Compiler und Runtime OpenCL) f\u00fcr die Arbeit mit Vortex, LLVM\/Clang, GCC und Binutils umfasst. <\/li>\n
Die Simulation des Chips wird mit Verilator (Verilog-Simulator), RTLSIM (RTL-Simulation) und SimX (Software-Simulation) unterst\u00fctzt. <\/li>\n<\/ul>\n
F\u00fcr die Grafik wird auf den Vortex-Technologien das offene GPU Skybox entwickelt, das die Grafik-API Vulkan unterst\u00fctzt. Der auf der FPGA Altera Stratix 10 basierende Prototyp von Skybox, der 32 Kerne (512 Threads) umfasst, konnte bei einer Frequenz von 230 MHz eine F\u00fcllrate von 3,7 Gigapixel pro Sekunde (29,4 Gigatransaktionen pro Sekunde) erreichen. Es wird darauf hingewiesen, dass dies das erste offene GPU mit Software- und Hardware-Implementierung ist, das Vulkan unterst\u00fctzt. <\/p>\n
Zu den \u00c4nderungen in Version Vortex 2.1 geh\u00f6ren: <\/p>\n
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Die API spawn_taskgroups wurde hinzugef\u00fcgt, um Kerne zu starten, die lokalen Speicher nutzen und die Sperren im Speicher unterst\u00fctzen.\n
Ein neues Erweiterung zur Erstellung von umschaltbaren (relocatable) Bin\u00e4rkernen wurde vorgeschlagen.\n
Die Speicherverwaltungs-API wurde um die Aufrufe vx_mem_reserve, vx_mem_access und vx_mem_address erweitert.\n
Eine neue Runtime-API vx_check_occupancy wurde hinzugef\u00fcgt.\n
Im Treiber f\u00fcr die GPU wurde eine Option zur \u00dcberpr\u00fcfung von OpenCL-Tests auf der lokalen GPU hinzugef\u00fcgt.\n
OpenCL-Tests, die lokalen Speicher nutzen (psum, sgemm2, sgemm3), wurden hinzugef\u00fcgt.\n
Spezifisch f\u00fcr Vortex angepasste Versionen der Bibliotheken libc und librt wurden hinzugef\u00fcgt.\n
Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Zusammenf\u00fchrung benachbarter freier Speicherbl\u00f6cke (memory coalescing) wurde hinzugef\u00fcgt.\n
Die Mikroarchitektur wurde optimiert.\n
Ein neues Build-Skript wurde hinzugef\u00fcgt, das die Quellcodedateien vom Build-Verzeichnis trennt. <\/ul>\n
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