A kutatói csoport a Georgiai Technológiai Intézetből fejleszti a Vortex kutatási projektet, amely nyílt GPGPU-t kínál az RISC-V utasításkészlet architektúrájára építve, célja a párhuzamos számítások végrehajtása az OpenCL API és a SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) végrehajtási modell felhasználásával, valamint a 3D grafika kutatása és új GPU architektúrák fejlesztése. A projekt jelenleg prototípus fázisban van, amely FPGA segítségével működik. A rendszerek, a hardverblokkok Verilog nyelven készült leírásai, a szimulátor, a meghajtók és a kapcsolódó projekt dokumentáció BSD licenc alatt terjeszthetők.
A jelenlegi formájában egy tipikus RISC-V ISA áll rendelkezésre, kiegészítve néhány további utasítással, amelyek szükségesek a GPU funkciók és a szálkezelés támogatásához. A tervezés során a projekt szerzői minimalizálták az RISC-V utasításkészlet architektúrájában végzett változtatásokat, lehetőség szerint a már meglévő vektoriális utasításokat alkalmazva. Hasonló megközelítést alkalmaznak az RV64X projektben is, amely szintén nyílt GPU-t fejleszt RISC-V technológiákra alapozva.
A Vortex grafikai feldolgozási lehetőségei egyelőre korlátozottak. Bejelentették az OpenGL ES támogatását Vortex alapokon, de a GPU-ban egyelőre csak a „tex” utasítás került bevezetésre a textúrák feldolgozásának felgyorsítására, amely a fragment shader szintjén hajtódik végre. Beépített raszterizáló nincs — minden geometriai művelet feldolgozása a rendszer CPU-ján történik, és az alapvető primitívek, mint pontok, vonalak és háromszögek, valamint a fragmentek, mélység és átlátszóság feldolgozása OpenCL kernel használatával valósul meg.
A jövőben tervezzük, hogy grafikai feldolgozásra specifikus ISA kiterjesztéseket valósítunk meg, CUDA és Vulkan API támogatást adunk hozzá, valamint kiterjesztéseket az gépi tanulás és adatfeldolgozás gyorsítása érdekében. Az alkalmazások fejlesztéséhez egy olyan eszközkészletet ajánlunk, amely a Vortex-el való együttműködésre alkalmas PoCL (OpenCL fordító és futási környezet), LLVM/Clang, GCC és Binutils adaptált változatait tartalmazza. Támogatja a chip működésének szimulációját Verilator (Verilog szimulátor) és SimX (szoftveres szimuláció) segítségével.
A Vortex főbb jellemzői:
- RISC-V RV32IMF utasításkészlet architektúrájának támogatása.
- A chip méretezése 64 magig opcionális L2 és L3 cache-ekkel.
- Minden mag 1024 szálat képes végrehajtani és 250 MHz frekvencián működik.
- A maximális számítási teljesítmény 128 Gflops-ra becsülhető, míg a memória sávszélessége 16 GB/s. Az Altera Stratix 10 FPGA-ra alapozott 32-magú megoldás 200 Mhz frekvencián 25.6 GFlops teljesítményt mutatott.
- Az OpenCL 1.2 szabvány támogatása.
- Megvalósítható Intel Arria 10 és Intel Stratix 10 FPGA segítségével.
Forrás: opennet.ru
