🥇Linux Foundation займеться open source чіпами ProHoster

Linux Foundation відкрили новий напрямок – CHIPS Alliance. У рамках цього проекту організація розвиватиме вільну систему команд RISC-V та технології для створення процесорів на її основі. Розкажемо докладніше, що відбувається у цій сфері.

/ фото Гарет Хелфакрі CC BY-SA

Чому з'явився CHIPS Alliance

Патчі, що захищають від Meltdown та Spectre, у деяких випадках знижують продуктивність серверів на 50%. При цьому з'являються нові варіації вразливостей, пов'язані зі спекулятивним виконанням команд. Про одну з них стало відомо на початку березня - Фахівці з ІБ охрестили її Spoiler. Ця ситуація впливає на обговорення необхідності перегляду існуючих апаратних рішень та підходів до їх розробки. Зокрема, Intel вже готують нову архітектуру для своїх процесорів, не схильну до Meltdown і Spectre.

Не залишилися осторонь і Linux Foundation. Організація запустила власну ініціативу – CHIPS Alliance – учасники якої займуться розвитком процесорів на базі RISC-V.

Які проекти вже розробляють

У списку учасників CHIPS Alliance - Google, Western Digital (WD) та SiFive. Кожна з них презентувала свої власні розробки. Розкажемо про деякі з них.

RISCV-DV

Пошуковий ІТ-гігант передав до open source платформу для тестування процесорів на базі RISC-V. Рішення випадковим чином генерує команди, які дозволяють перевірити працездатність пристрою: тестують процеси переходу, стека викликів, КСВ-Регістри та ін.

Наприклад, ось так виглядає клас, який відповідає за проведення простого тесту арифметичних інструкцій:

class riscv_arithmetic_basic_test extends riscv_instr_base_test;

  `uvm_component_utils(riscv_arithmetic_basic_test)
  `uvm_component_new

  virtual function void randomize_cfg();
    cfg.instr_cnt = 10000;
    cfg.num_of_sub_program = 0;
    cfg.no_fence = 1;
    cfg.no_data_page = 1'b1;
    cfg.no_branch_jump = 1'b1;
    `DV_CHECK_RANDOMIZE_WITH_FATAL(cfg,
                                   init_privileged_mode == MACHINE_MODE;
                                   max_nested_loop == 0;)
    `uvm_info(`gfn, $sformatf("riscv_instr_gen_config is randomized:n%0s",
                    cfg.sprint()), UVM_LOW)
  endfunction

endclass

За словами Розробники, платформа відрізняється від аналогів тим, що дозволяє послідовно перевірити всі компоненти чіпа, включаючи блок пам'яті.

Протокол OmniXtend

Це мережевий протокол від WD, що забезпечує когерентність кешу під час передачі даних поверх Ethernet. OmniXtend дозволяє обмінюватися повідомленнями безпосередньо з кешем процесора і використовується для підключення різних прискорювачів: GPU або FPGA. Він також підходить для створення систем на основі кількох чіпів RISC-V.

Протокол уже підтримується чіпами SweRV, орієнтованими на обробку даних у дата-центрах SweRV - це 32-розрядний двоконвеєрний суперскалярний процесор, виконаний за 28-нанометровим техпроцесом. Кожен конвеєр має дев'ять рівнів, що дає можливість завантажувати та виконувати кілька команд одночасно. Пристрій працює на частоті 1,8 ГГц.

Генератор Rocket Chip

Рішення від компанії SiFive, яку започаткували розробники технології RISC-V. Ракетний чіп - Це генератор ядер процесора RISC-V мовою Chisel. Він являє собою набір параметризованих бібліотек, які використовуються для створення SoC.

Щодо Долото, то це мова опису апаратури, заснована на Scala. Він генерує низькорівневий код Verilog, який підходить для обробки на ASIC та FPGA. Таким чином, він дозволяє використовувати принципи ОВП під час розробки RTL.

Перспективи альянсу

Експерти кажуть, що ініціатива Linux Foundation зробить ринок процесорів більш демократичним та відкритим для нових гравців. В IDC зазначають, Що зростання популярності таких проектів позитивно позначиться на розвитку технологій машинного навчання та систем ІІ в цілому.

/ фото Fritzchens Fritz PD

Розвиток open source процесорів також дозволить знизити вартість проектування кастомних чипів. Однак це станеться лише в тому випадку, якщо спільноті Linux Foundation вдасться залучити достатню кількість розробників.

Аналогічні проекти

Розробкою проектів, що з відкритим апаратним забезпеченням, займаються та інші організації. Прикладом може бути консорціум CXL, який представив у середині березня стандарт Compute Express Link. Технологія є аналогом OmniXtend і пов'язує також CPU, GPU, FPGA. Для обміну даними стандарт використовує шину PCIe 5.0.

Ще один проект, що займається розвитком процесорних технологій, – MIPS Open, який з'явився у грудні 2018 року. Ініціативу створив стартап Wave Computing. Розробники планують відкрити для ІТ-спільноти доступ останнім 32- та 64-розрядним наборам команд MIPS. Старт проекту очікується у найближчі місяці.

У цілому нині open source підхід стає загальноприйнятим як для ПЗ, але й заліза. Такі проекти підтримують великі компанії. Тому можна очікувати, що вже найближчим часом на ринку з'явиться більше пристроїв, в основі яких лежать відкриті апаратні стандарти.

Свіжі пости з нашого корпоративного блогу:

Пости з нашого Telegram-каналу:

Джерело: habr.com

Linux Foundation займеться open source чіпами