Välja on antud Vortex 2.1, avatud GPGPU, mis põhineb RISC-V arhitektuuril

On avaldanud uue redaktsiooni Vortexi projektist, mis arendab avatud GPGPU RISC-V käskluskomplekti arhitektuuril, mis on loodud paralleelsete arvutuste teostamiseks OpenCL API ja SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) täitmisrežiimi abil. Projekti saab kasutada ka 3D-graafika uurimistes ja uute GPU arhitektuuride arendamisel. Skeemid, riistvarablokkide kirjeldused Verilog keeles, simulaatorid, draiverid ja muud projekti dokumentatsioon on levitatavad Apache 2.0 litsentsi alusel.

GPGPU aluseks on tüüpiline RISC-V ISA, mida on laiendatud mõne lisainstruktsiooniga, mis on vajalikud GPU funktsioonide ja voogude haldamiseks. Arhitektuuri käskluskomplekti RISC-V muutused on minimaalsetes piirides ja võimalik on kasutada juba olemasolevaid vektor instruktisoonide. Sarnast lähenemist rakendatakse ka RV64X projektis, mis arendab avatud GPU RISC-V tehnoloogiate baasil.

Vortexi peamised omadused:

• Toetab 32- ja 64-bitiseid RISC-V RV32IMF ja RV64IMAFD käskluskomplekte.
• Kohandatav tuumade, tööplokkide (warps) ja voogude arv.
• Kohandatav ALU, FPU, LSU ja SFU arv iga tuuma kohta.
• Kohandatav konveieri väljastuse laius (pipeline issue width).
• Valikuline jagatud mälu ja L1, L2 ja L3 taseme puhver.
• Toetab OpenCL 1.2 spetsifikatsiooni.
• Võimalus teostada FPGA Altera Arria 10, Altera Stratix 10, Xilinx Alveo U50, U250, U280 ja Xilinx Versal VCK5000 alusel.
• Laiendatud instruktsioonid: "tex" tekstuuride töötlemise kiirendamiseks, vx_rast rasteriseerimise juhtimiseks, vx_rop fragmentide, sügavuse ja läbipaistvuse töötlemiseks, vx_imadd "korrutage ja liitke" teostamiseks, vx_wspawn, vx_tmc ja vx_bar instruktsioonide ja voogude aktiviseerimiseks (wavefront, südamike kogum, mis on samaaegselt teostatud SIMD mootoris), vx_split ja vx_join.
• Toetatakse shaderite SPIR-V vahevormi rakendust OpenCL-ks tõlkimise kaudu.
• Rakenduste arendamiseks pakutakse tööriistu, sealhulgas Vortexile kohandatud variandid PoCL (OpenCL kompilaator ja runtime), LLVM/Clang, GCC ja Binutils.
• Toetatakse kiibi simulatsiooni Verilator (Verilog simulaator), RTLSIM (RTL simulatsioon) ja SimX (tarkvaraline simulatsioon) abil.

Vortex-tehnoloogiate graafikas arendatakse avatud GPU Skyboxi, mis toetab graafilist API-d Vulkan. FPGA Altera Stratix 10 baasil loodud prototüüp Skybox, mis sisaldab 32 tuuma (512 lõime), suutis 230 MHz juures saavutada 3.7 gigapikslit sekundis (29.4 gigatehingut sekundis) täitmiskiirusena. Märgitakse, et see on esimene avatud GPU, millel on tarkvara- ja riistvaraline rakendus, mis toetab Vulkanit.

Vortex 2.1 versiooni muudatused:

• Lisatud API spawn_taskgroups tuumade käivitamiseks, kasutades kohalikku mälu ja toetades mälu barjääride seadistamist.
• Pakkuda uut laiendust, et luua ümberpaigutatavaid binaarseid tuumi.
• Mälu haldamise API-sse on lisatud funktsioonid vx_mem_reserve, vx_mem_access ja vx_mem_address.
• Lisatud uus jooksuta API vx_check_occupancy.
• GPU draiverisse on lisatud valik kohalikul GPU-l OpenCL-testide kontrollimiseks.
• Lisatud OpenCL-testid, mis kasutavad kohalikku mälu (psum, sgemm2, sgemm3).
• Lisatud spetsiaalselt Vortexile kohandatud libc ja librt raamatukogude redaktsioonid.
• Lisatud tugi lähenevate vabade mäluplokkide liitmiseks (memory coalescing).
• Teostatud mikroarhitektuuri optimeerimine.
• Lisatud uus koostamisskript, mis eraldab allikafaile koostamiskaustast.

Allikas: opennet.ru