Vortex 2.0上線,基於RISC-V架構的開源GPGPU

Vortex專案第二版已經發布,開發基於RISC-V指令集架構的開放式GPGPU,旨在使用OpenCL API和SIMT(單指令、多執行緒)執行模型進行並行運算。此專案也可用於進行3D圖形領域的研究並開發新的GPU架構。方案、Verilog 語言硬體區塊描述、模擬器、驅動程式以及隨附的設計文件均在 Apache 2.0 授權下分發。

GPGPU 的核心是通用 RISC-V ISA,並擴展了一些支援 GPU 功能和執行緒控制所需的附加指令。 同時,RISC-V 指令集架構的變化保持在最低限度,並且盡可能使用現有的向量指令。 RV64X專案也採用了類似的方法,該專案也開發了基於RISC-V技術的開放GPU。

Vortex 2.0上線,基於RISC-V架構的開源GPGPU

對於基於 Vortex 技術的圖形,正在開發開放式 GPU Skybox,支援 Vulkan 圖形 API。 Skybox 原型基於 Altera Stratix 10 FPGA 創建,包含 32 個核心(512 個執行緒),能夠在 230 MHz 頻率下實現每秒 3.7 吉像素(每秒 29.4 吉比特事務)的填充效能。 值得注意的是,這是第一個支援Vulkan的軟體和硬體實現的開放GPU。

渦流的主要特徵:

  • 支援32位元和64位元RISC-V指令集架構RV32IMF和RV64IMAFD。
  • 可配置的核心數量、任務區塊(warp)和執行緒數量。
  • 每個核心的 ALU、FPU、LSU 和 SFU 數量可配置。
  • 可調式管道發出寬度。
  • 可選共享記憶體和 L1、L2 和 L3 快取。
  • OpenCL 1.2 規格支援。
  • 可基於 FPGA Altera Arria 10、Altera Stratix 10、Xilinx Alveo U50、U250、U280 和 Xilinx Versal VCK5000 實作。
  • 進階指令:「tex」加速紋理處理,vx_rast控制光柵化,vx_rop處理片段、深度和透明度,vx_imadd執行乘法和加法操作,vx_wspawn、vx_tmc和vx_bar激活指令邊緣和波前,一組線程由SIMD 引擎並行執行)、vx_split 和vx_join。
  • 對 SPIR-V 著色器的中間表示的支援是透過轉換為 OpenCL 來實現的。
  • 對於應用程式開發,提供了一個工具包,包括 PoCL(編譯器和執行時間 OpenCL)、LLVM/Clang、GCC 和適用於 Vortex 的 Binutils 的變體。
  • 支援使用 Verilator(Verilog 模擬器)、RTLSIM(RTL 模擬)和 SimX(軟體模擬)進行晶片模擬。

Vortex 2.0 的變化包括:

  • 微架構得到了最佳化。
  • 新增了對 64 位元 RISC-V RV64IMAFD 指令集架構的支援。
  • 增加了基於Xilinx FPGA實現的可能性。
  • 增加了對 LLVM 16 的支持 Ubuntu 20.04
  • 已進行重構,並糾正了品質評估期間發現的缺陷。

來源: opennet.ru

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