Saadaval on Vortex 2.0, avatud lähtekoodiga GPGPU, mis põhineb RISC-V arhitektuuril

Avaldatud on Vortexi projekti teine ​​väljaanne, mis arendab RISC-V käsukomplekti arhitektuuril põhinevat avatud GPGPU-d, mis on loodud paralleelarvutuste tegemiseks OpenCL API ja SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) täitmismudeli abil. Projekti saab kasutada ka 3D-graafika valdkonna uuringute läbiviimiseks ja uute GPU arhitektuuride väljatöötamiseks. Skeemid, riistvaraplokkide kirjeldused Verilogi keeles, simulaator, draiverid ja nendega kaasnev projektdokumentatsioon levitatakse Apache 2.0 litsentsi all.

GPGPU tuum on üldine RISC-V ISA, mida on täiendatud mõne GPU funktsionaalsuse ja lõime juhtimise toetamiseks vajalike lisajuhistega. Samal ajal viiakse RISC-V käsukomplekti arhitektuuri muudatused miinimumini ja võimalusel kasutatakse olemasolevaid vektorkäske. Sarnast lähenemist kasutatakse projektis RV64X, mis arendab samuti RISC-V tehnoloogiatel põhinevat avatud GPU-d.

Vortexi tehnoloogiatel põhineva graafika jaoks töötatakse välja avatud GPU Skybox, mis toetab Vulkani graafika API-d. Altera Stratix 10 FPGA baasil loodud Skyboxi prototüüp, mis sisaldas 32 südamikku (512 lõime), võimaldas 230 MHz sagedusel saavutada täituvuse 3.7 gigapikslit sekundis (29.4 gigatehingut sekundis). Tuleb märkida, et see on esimene avatud GPU, millel on tarkvara ja riistvara, mis toetab Vulkani.

Vortexi peamised omadused:

• Toetab 32- ja 64-bitise RISC-V käsukomplekti arhitektuure RV32IMF ja RV64IMAFD.
• Konfigureeritav südamike, tegumiplokkide (lõimede) ja lõimede arv.
• Konfigureeritav ALU-de, FPU-de, LSU-de ja SFU-de arv tuuma kohta.
• Reguleeritav torujuhtme väljalaske laius.
• Valikuline ühismälu ning L1, L2 ja L3 vahemälud.
• OpenCL 1.2 spetsifikatsiooni tugi.
• Rakenduse võimalus FPGA Altera Arria 10, Altera Stratix 10, Xilinx Alveo U50, U250, U280 ja Xilinx Versal VCK5000 baasil.
• Täpsemad juhised: "tex" tekstuuri töötlemise kiirendamiseks, vx_rast rasterimise juhtimiseks, vx_rop fragmentide, sügavuse ja läbipaistvuse käsitlemiseks, vx_imadd korrutamis- ja liitmistoimingute tegemiseks, vx_wspawn, vx_tmc ja vx_bar käsuservade ja lainefrontide aktiveerimiseks, lõimede komplekt mida käivitab paralleelselt SIMD Engine), vx_split ja vx_join.
• SPIR-V varjundite vahepealse esituse tugi on rakendatud OpenCL-i tõlkimise kaudu.
• Rakenduste arendamiseks pakutakse tööriistakomplekti, mis sisaldab Vortexiga töötamiseks kohandatud PoCL (kompilaator ja käitusaja OpenCL), LLVM/Clang, GCC ja Binutils variante.
• Kiibi simulatsiooni toetab Verilator (Verilog simulaator), RTLSIM (RTL simulatsioon) ja SimX (tarkvara simulatsioon).

Vortex 2.0 muudatuste hulgas:

• Mikroarhitektuur on optimeeritud.
• Lisatud on 64-bitise RISC-V RV64IMAFD käsukomplekti arhitektuuri tugi.
• Lisatud on Xilinxi FPGA-l põhineva rakendamise võimalus.
• Lisatud tugi LLVM 16 ja Ubuntu 20.04.
• Refaktoreerimine on teostatud ja kvaliteedihindamise käigus tuvastatud puudused parandatud.

Allikas: opennet.ru