RISC-V 27系列處理器領先支援向量延伸架構

作者 : Andes Technology

晶心科技宣佈推出AndesCore 27系列處理器核心,成為RISC-V指令集架構中領先支援向量延伸架構(RISC-V V-extension)的處理器,晶心同時重新設計記憶體存取子系統,加速存取的頻寬以及效率…

晶心科技宣佈推出AndesCore 27系列處理器核心,成為RISC-V指令集架構中領先支援向量延伸架構(RISC-V V-extension)的處理器。同時,晶心也重新設計記憶體存取子系統,加速存取的頻寬以及效率。目前已提供最早的授權者使用,預計2020年第一季正式開放對外授權。

對於許多新興應用的問世,如AI、AR/VR、電腦視覺、加解密技術和多媒體應用等,需要對大量矩陣數據進行複雜的運算。不像其他進階SIMD架構只能提供被控制架構所限制相對狹窄的性能,RISC-V向量延伸架構設計了一組功能強大的指令集,支援可縮放的數據寬度,靈活的微架構設計,並為記憶體子系統保留系統層次的最佳化空間。藉由AndesCore 27系列處理器,晶心為RISC-V產業界提供高效能和靈活性,並帶領RISC-V架構進入可延伸性運算效能(Scalable Performance)的領域。

27系列中將率先推出32位元處理器A27與64位元處理器AX27和NX27V,它們分別衍伸於晶心已經在市場驗證的25系列處理器核心,支持最新的RISC-V規格、系統平台設計以及累積過去14年的研發經驗所打造出的開發生態系統。A27與AX27係專為運行Linux應用而量身訂製,比前代25系列提供高出50%的記憶體頻寬。NX27V包含一個支持RISC-V可擴展指令的向量處理單元(VPU),從基本設計上展開全向量化的運算,而非僅將現有進階SIMD指令加以衍伸。例如每個暫存器都是完整的向量暫存器(VRF),其可運算項目的數量都可被使用者所設定。每個向量可以是任意長度,從最小的64位元到最大的512位元(VLEN),並可組合最多八個向量暫存器(LMUL)達到4096位元。它同時也允許對整數、定點數、浮點數或其他特定為AI最佳化的任意位元寬從4位元到32位元(SEW),在同一循環中不用分割地處理矩陣最後一個元素。

除了實現這些功能,27系列VPU亦具有多個可串連的處理單元,每個處理單元均可在獨立的處理器管線中運行,以維持關鍵核心函式所需的運算吞吐量。在完整配置的運行模式下,VPU可以對當前常見的捲積神經網路(CNN) MobileNets中關鍵函數加速高達30倍以上。與常見的128位元SIMD解決方案相比,由於其向量指令發布的高效率可提供每個週期4倍的處理能力,讓NX27V VPU具有更強大的優勢。

此外,27系列也大大地提升了記憶體控制系統的性能,以支持VPU運算所需的記憶體頻寬,無論是否使用VPU,所有27系列客戶都將受益於記憶體頻寬的提升。現在27系列支持同時進行多個記憶體的存取,因此向量處理器不必在快取未命中時等待數據。而快取數據預取功能可以在處理器需要之前預先準備數據,從而避免快取可能未命中的情況。最後,Andes Custom Extension(ACE)介面亦被提升,可以為用户自定義指令提供加速控制通道與拓寬數據通道。

27系列處理器beta版已於2019年12月上旬交付給早期合約客戶,並將於2020年第一季度正式發布量產授權。

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