对标Arm A77的RISC-V处理器亮相，瞄准服务器芯片市场？
2021-12-03
14:01:43
来源: 半导体行业观察
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RISC -V初创企业SiFive 今天宣布，推出 SiFive Performance P650 处理器，这是 SiFive Performance 系列的顶级新成员，这有望成为市场上最快的可授权 RISC-V 处理器 IP 核。
按照他们所说，SiFive Performance P650 将为性能要求高的应用处理器市场提供 RISC-V 设计，瞄准数据中心到边缘、汽车、计算、移动等应用。
“SiFive 的使命是响应半导体行业对更多处理器 IP 选择的呼吁。SiFive 非常专注于将基于 RISC-V 架构的创新处理器技术推向市场，”SiFive 联合创始人兼首席技术官 Yunsup Lee 博士说。“自今年早些时候发布性能系列 RISC-V 内核以来，SiFive 一直在不断突破以前使用 RISC-V 实现的极限。SiFive Performance P650 处理器 IP 代表了我们的承诺，在创纪录的时间内提供显着的性能改进。此次发布是我们将 RISC-V 处理器引入所有对性能要求高的应用程序的长期愿景的下一步。”
据介绍，SiFive Performance P650 处理器建立在 SiFive Performance P550 处理器的基础上，保持高效的核心流水线，同时扩展处理器指令发布宽度，实现令人印象深刻的每时钟周期 40% 的性能提升 。额外的架构增强提高了最大时钟频率，与 SiFive 之前最快的处理器相比，新处理器整体性能提高了 50%。
SiFive Performance P650 预计得分为 11+ SPECInt2006/GHz，将 RISC-V 带入了一个新的高端计算应用类别。
SiFive Performance P650 使用连贯的多核复合体可扩展到 16 个内核，配备平台级内存管理和中断控制单元等基本系统组件，并支持用于虚拟化的新 RISC-V 虚拟机管理程序扩展。
SiFive 声称， P650 计算核心应该可以与 Arm 的 A77 计算核心竞争，后者出现在 2019 年和 2020 年发布的许多智能手机芯片中。
该公司还计划明年将员工人数翻一番，达到 1,400 人。SiFive 今年招聘了大量员工，例如苹果公司和特斯拉公司的前软件主管 Chris Lattner，以及帮助为 Apple 的 iPhone 和手机设计多代定制处理器的 Rohit Kumar。
据eetimes报道，P650 处理器内核是 RISC-V 架构的 64 位实现，具有乱序流水线和高级分支预测功能。
他们同时指出，P650 带来了一对将其置于高端服务器处理器领域的属性。
首先，SiFive 对处理器架构进行了特定的性能增强，包括将 4 宽指令分派（从 P550 内核的 3 宽分派增加）到三个执行单元。Performance P650 内核有一个 13 级加载/存储流水线和一个单独的 10 级整数执行流水线。
SiFive 在其公开声明中对内核的浮点功能保持沉默，尽管上面的框图显示了一个浮点单元 (FPU)。而根据他们在 10 月份 Linley 处理器论坛上描述 ，下一代处理器核心将包括一个 64 位、双精度 FPU 和位操作扩展，由此可以证实。
为了支持其作为服务器处理器的预期用途，P650 内核通过实施 RISC-V “H”管理程序指令扩展来支持虚拟软件环境。此外，新内核旨在采用比 P550 内核更先进的工艺技术来实现。
SiFive 表示，目标工艺节点与架构和其他设计改进相结合，使 P650 内核的性能比 P550 内核提高了 50%。
在高性能服务器所需的第二组属性中，SiFive 并入其 P650 处理器内核的功能是能够实现可扩展、一致的多核处理器集群，每个集群具有 4 到 16 个处理器核心。每个 P650 处理器内核都有独立的 L1 指令和数据缓存，最大可达 128 KB，还有一些 L2 缓存，分为两个组。
SiFive 没有透露 Performance P 650 内核的 L2 缓存的最大大小，但早期 P550 内核上的 L2 缓存可以大到 256Kbytes。这并不比 P650 内核的 L1 缓存大多少，因此可以合理地预期新内核的 L2 缓存最大大小会更大一些。
事实上，SiFive 的下一代核心预览幻灯片显示 ，其L2 缓存可能高达 2 MB。P650 处理器内核集群还可以共享一个大至每个内核 1 MB 的 L3 缓存。假设有 16 个处理器内核，这大概意味着共享 L3 缓存高达 16 MB。
早期的 P550 内核设计通过对 L3 缓存的共享、多端口访问来创建多核集群。四个 Performance P550 内核共享一个 L3 缓存。Performance P650 内核将使用尚未公开的一致互连来实现集群，尽管 SiFive 公告中的细节确实提到了“干净、一致的 NoC 接口”。
SiFive 的预览展示了一个由四个 P650 内核组成的集群的类似多端口缓存配置，第二个下一代预览展示了由片上网络连接的四个 4 核集群。
除了相干集群机制之外，SiFive 还为多核 P650 处理器集群设计了额外的系统硬件功能，例如平台级内存管理和中断控制单元，这些都是实现全功能服务器处理器集群所需的。SiFive 发布的细节还提到了“高级安全和加密功能”，但没有详细说明。
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