中科院發布國產RISC-V處理器“香山”,已成功運行Linux,7月流片
本週,首屆RISC-V中國峰會在上海科技大學舉辦。這是RISC-V第一次在北美以外地區舉辦同等規模的峰會。在本屆大會上,中科院大學教授、中科院計算所研究員包雲崗公佈了國產開源高性能RISC-V處理器核心——香山。
談到為何要打造“香山”,包雲崗表示,要建立一個像Linux 那樣的開源RISC-V 核主線,既能被工業界廣泛應用,又能支持學術界試驗創新想法。
而且要讓它像Linux 那樣至少存活30 年!
(注:以下香山技術資料均已獲得包雲崗老師授權。)
研發歷程
經過了一年多的準備,2020 年6 月11 日,香山在GitHub 上建立代碼倉庫。
之後香山的研發進展非常之快:7 月6 日完成亂序流水線,能正確運行CoreMark;9 月12 日,Linux 正確啟動;10 月22 日,Debian 正確啟動。
在短短的一年時間裡,有25 位同學和老師參與了香山的開發,共提交了超過5 萬行代碼。
香山核心以“湖”來命名架構代號,第一代叫做“雁栖湖”,以此來表示出自中科院大學。
“雁栖湖”RTL 代碼於今年4 月完成,計劃於7 月基於台積電28nm 工藝流片。
第二代架構叫做“南湖”,將採用中芯國際14nm 工藝,預計今年年底流片。
香山處理器不僅有科研院所,也有企業參與,其中北京微核芯參與了第一期的設計工作,
目前團隊正招募香山處理器二期聯合開發合作夥伴,加入的企業已有字節跳動等公司。
那麼,這兩款芯片的實際性能如何?
性能參數
“雁栖湖”採用亂序執行、11 級流水、6 發射,由於使用的較舊的28nm 台積電工藝,因此主頻較低,預計達到1.3Ghz。
“雁栖湖”SEPC2006 性能得分大約為7/Ghz, 以此來看,香山第一代架構主要對標ARM 的A72 或A73。
而第二代架構在性能上有大幅度提升,包雲崗表示,“南湖”的目標是SEPC2006 達到20 分,即10/Ghz, 已經接近i9-10900K 的11.08/GHz。
該團隊希望,未來通過持續迭代優化(“南湖”→ ”X 湖”→ ”Y 湖”→……),讓“香山”的性能達到ARM A76 的水平。
值得一提的是,今天RISC-V 芯片廠商推出了號稱全球最快的RISC-V CPU——P550。這款芯片的實際性能為8.65/Ghz(SPECInt 2006), 對標ARM 的A75。
P550將使用英特爾的7nm技術,而英特爾7nm至少在2023年才能推向市場,因此短期內這款芯片還不會面世。
為了開發這樣一款芯片,包雲崗團隊還開發了一系列流程、平台、基礎設施。比如為了更好地支持Chisel 開發與調試,團隊就開發了十餘款工具,支撐起一套處理器芯片敏捷開發的流程。
根據投稿情況,本屆RISC-V 中國峰會將在已有分類基礎上為中科院計算所的香山RISC-V 處理器特別增設“香山Session”, 接收12 篇香山處理器的報告。
6 月25 日下午,香山將舉辦線上Tutorial, 介紹香山的開發工具鏈、仿真調試工具等等,對處理器設計感興趣的開發者可以前去報名。