Grupp teadlasi Georgia Tehnoloogiainstituudist arendab uurimisprojekti Vortex, mis pakub avatud GPGPU-d RISC-V käsu komplekti arhitektuuril. Projekt keskendub paralleelsete arvutuste teostamisele OpenCL API ja SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) täitmismodeli kasutamise kaudu ning 3D-graafika uurimise ja uute GPU arhitektuuride arendamisele. Praegu on projekt prototüübi staadiumis, töötades FPGA alusel. Skeemid, seadmeplokkide kirjeldused Verilog keeles, simulator, draiverid ja seotud projektdokumendid levitatakse BSD litsentsi all.
Praegu pakutakse tüüpilist RISC-V ISA-d, mida on laiendatud mõne täiendava käsklusega, mis on vajalikud GPU funktsioonide ja voogude juhtimise toetamiseks. Projekti arendamisel on autori eesmärgiks olnud minimeerida muudatused RISC-V käsu komplekti arhitektuuris, kasutades võimalikult palju olemasolevaid vektorkäsklusi. Sarnast lähenemist rakendatakse ka RV64X projektis, mis arendab samuti avatud GPU-d RISC-V tehnoloogiate põhjal.
Vortexi graafika töötlemise võimalused on praegu piiratud. Öeldakse, et OpenGL ES tugi Vortexi baasil on rakendamisel, kuid GPU-s on hetkel ainult „tex“ käsk, mis kiirendab tekstuuride töötlemist, ning see toimub fraktsioonilise shaderi tasemel. Sisseehitatud rasteriseerijat ei ole — kõik geomeetriliste toimingute töötlemine toimub süsteemi CPU poolel, samas kui algprimitivi, nagu punktid, read ja kolmnurgad, samuti fraktsioonide, sügavuse ja läbipaistvuse töötlemine, on realiseeritud OpenCL tuuma abil.
Tulevikus on plaanis rakendada graafika töötlemiseks spetsiifilisi ISA laiendusi, lisada CUDA ja Vulkan API toe ning laiendusi masinõppe ja andmeanalüüsi süsteemide kiirendamiseks. Rakenduste arendamiseks on pakutud tööriistakomplekti, mis sisaldab Vortexiga töötamiseks kohandatud PoCL varianti (OpenCL kompilaator ja runtime), LLVM/Clang, GCC ja Binutils. Toetatakse kiibi töö simulatsiooni Verilator (Verilog simulaator) ja SimX (tarkvaraline simulatsioon) abil.
Vortexi põhiomadused:
- Toetab RISC-V RV32IMF käskude komplekti arhitektuuri.
- Chip'i skaleerimine kuni 64 tuumani koos valikuliste L2 ja L3 vahemäludega.
- Iga tuum suudab töötada 1024 voogudega ja sagedusel 250 MHz.
- Maksimaalne arvutusvõimsus ulatub 128 Gflops-ni ja mälu läbilaskevõime on 16 GB/s. 32-tuume realiseerimine, mis töötab sagedusel 200 MHz, Altera Stratix 10 FPGA-l, on näidanud jõudlust 25.6 Gflops.
- OpenCL 1.2 standardi tugi.
- Võimalus realiseerida Intel Arria 10 ja Intel Stratix 10 FPGA-l.
Allikas: opennet.ru
