Репортаж от Wedoany，10 июля компания Shanghai LingRuiZhiXin Computing Technology Co., Ltd. (Китай) объявила о новом этапе планов по разработке процессоров, включающем выпуск высокопроизводительного ядра RISC-V CPU P100, верификацию чипа и разработку процессора для агентного ИИ, а также дальнейшее совершенствование AI-нативной гетерогенной вычислительной архитектуры. Область разработки охватывает ядра CPU, чиплеты, процессоры с усилением для конкретных областей и адаптацию системного программного обеспечения. Целевые приложения включают центры обработки данных ИИ, облачные вычисления, периферийные вычисления, воплощённый интеллект и автономное вождение.
P100 — это высокопроизводительное ядро RISC-V CPU, разработанное LingRuiZhiXin для серверов и задач с высоким уровнем параллелизма. Ядро использует сверхглубокий, сверхширокий внеочередной суперскалярный конвейер, который может одновременно планировать несколько инструкций и корректировать порядок их выполнения в зависимости от зависимостей, сокращая время простоя процессора из-за ожидания данных. P100 также поддерживает технологию динамического одновременного многопоточности, позволяя одному ядру CPU выполнять до 4 аппаратных потоков и переключаться между различными режимами потоков в зависимости от рабочей нагрузки. При одновременной работе нескольких потоков процессор может направлять инструкции из разных задач в свободные исполнительные блоки, повышая коэффициент использования вычислительных ресурсов внутри ядра.
Текущие опубликованные показатели производительности P100: производительность SPECint2006 на одно ядро превышает 20/GHz. Это значение используется для измерения производительности целочисленных вычислений и нормализовано по рабочей частоте, однако рабочая частота, количество ядер, объём кэша и технологический процесс финального чипа P100 пока не раскрыты.
P100 также оснащён серверным дизайном надёжности, доступности и обслуживаемости (RAS), включающим обнаружение ошибок, изоляцию ошибок и восстановление ядра. При возникновении локальной вычислительной ошибки, аномалии кэша или сбоя части исполнительных блоков внутри процессора механизм RAS должен идентифицировать местоположение неисправности, предотвратить распространение ошибочных данных на другие модули и, по возможности, поддерживать работу других ядер и потоков. Процессоры для центров обработки данных обычно должны работать непрерывно в течение длительного времени; кратковременный сбой одного вычислительного узла может повлиять на выполняющиеся задачи вывода моделей, базы данных и облачные сервисы. Поэтому, помимо вычислительной производительности, ядро должно быть оснащено каналами машинной проверки, отчётов об ошибках и управления восстановлением. Ранее LingRuiZhiXin уже запускала операционную систему Linux на FPGA-прототипах и аппаратных эмуляторах; текущая работа по разработке переходит от функциональной верификации ядра к реализации физического чипа.
Перед выпуском (tape-out) команде разработчиков необходимо завершить логическое проектирование, функциональную верификацию, временное замыкание (timing closure), анализ энергопотребления, физическое размещение и проверку на технологичность. P100 поддерживает внеочередное выполнение и 4-поточный параллелизм; планировщик инструкций, блок переименования регистров, исполнительные порты и система кэша в ядре должны одновременно обрабатывать большее количество инструкций в процессе выполнения, что увеличивает масштаб верификации. После того как проект перейдёт на этап изготовления пластин, команда также должна будет провести тестирование запуска образцов, тестирование соответствия набору инструкций, адаптацию операционной системы, тестирование производительности и длительную проверку стабильности, чтобы убедиться, что функции, реализованные на FPGA и в среде эмуляции, корректно работают на реальном кремнии.
Продукты на основе процессора P100 не ограничиваются поставкой только одного ядра CPU. LingRuiZhiXin также будет разрабатывать чиплеты и процессоры с усилением для конкретных областей на основе этого ядра, комбинируя универсальные вычислительные ядра с ускорителями ИИ, блоками перемещения данных, интерфейсного управления и безопасности. Схема с чиплетами позволяет проектировать и изготавливать различные функциональные блоки отдельно, а затем объединять их в одной процессорной системе с помощью высокоскоростных межсоединений в корпусе; клиенты также могут встраивать ядро P100 в различные типы систем на кристалле (SoC) через лицензирование IP, совместную или заказную разработку. Этот технический маршрут требует одновременного создания компилятора, прошивки, поддержки ядра Linux, драйверов и инструментов оптимизации производительности, чтобы избежать ситуации, когда после завершения чипа он не может быть внедрён в реальные бизнес-системы из-за недостаточной программной адаптации.
AI-нативная гетерогенная вычислительная архитектура является другой частью текущего этапа разработки. Помимо выполнения больших моделей, системы агентного ИИ также должны часто выполнять декомпозицию задач, вызов инструментов, чтение данных, управление потоком и параллельный запуск нескольких программ. Эти операции генерируют непрерывное взаимодействие между CPU, ускорителями ИИ, памятью и устройствами ввода-вывода. LingRuiZhiXin планирует на уровне микроархитектуры обрабатывать взаимодействие между универсальными вычислениями и задачами ИИ, чтобы CPU не только выполнял системное управление, но и участвовал в планировании задач агентного ИИ, предварительной обработке данных и вычислениях с интенсивным управлением.
Финансирование этого этапа разработки поступает из недавно завершённого раунда привлечения средств LingRuiZhiXin на несколько сотен миллионов юаней. Среди участников — такие китайские организации, как Zhangjiang Hi-Tech, CAS Star, Oriental Fortune Capital, Chengwei Capital, Shixi Capital и Biren Technology. Средства будут в основном направлены на выпуск и верификацию P100, разработку процессора для агентного ИИ, исследования в области гетерогенной вычислительной архитектуры и расширение технической команды. Конкретная сумма финансирования и доли участников не раскрываются.
В настоящее время P100 уже прошёл верификацию на FPGA и эмуляционных платформах. Следующим этапом станет выпуск (tape-out) и пост-кремниевое тестирование. Количество ядер процессора на основе P100, схема упаковки чипа, время первого выпуска, технологический процесс изготовления пластин и этапы начала массового производства пока не раскрыты.
