來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

一年多以前，RISC-V基金會(huì)批準(zhǔn)了基本指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）和相關(guān)規(guī)范，該組織致力于推動(dòng)芯片體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，在過(guò)去的十年中，它已成為活躍而擁擠的處理器市場(chǎng)。對(duì)于采用開源許可證提供的相對(duì)較新的體系結(jié)構(gòu)而言，這是重要的一步。如果公司希望基于ISA構(gòu)建產(chǎn)品或修改ISA本身，并且打算從微控制器擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心，則不需要公司付費(fèi)。

RISC-V背后的支持者正在將架構(gòu)定位為Intel和AMD所使用的X86以及現(xiàn)在被廣泛使用的Arm架構(gòu)的替代方案。其中，前者尚未開放，而后者雖然向制造合作伙伴提供其芯片設(shè)計(jì)，但許可費(fèi)用高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。越來(lái)越多的公司（例如Nvidia（據(jù)報(bào)道正在考慮競(jìng)標(biāo)Arm）和Western Digital）開始采用該架構(gòu)。另一家采用RISC-V的公司是中國(guó)超大型超級(jí)計(jì)算機(jī)阿里巴巴。中美之間在技術(shù)上的緊張關(guān)系正在加劇，中國(guó)正在繼續(xù)推動(dòng)該國(guó)使用的更多產(chǎn)品本土化，阿里巴巴和SiFive 等公司采用的就是RISC-V架構(gòu)。 阿里巴巴在7月份推出了其首款基于RISC-V的產(chǎn)品XT910（XT代表“玄鐵”，這是用黑鐵制造的重型劍），其16核設(shè)計(jì)的頻率在2.0 GHz至2.5 GHz之間，使用12納米工藝打造，其中包括16位指令。阿里巴巴聲稱XT910是迄今為止功能最強(qiáng)大的RISC-V處理器。該公司在本周的虛擬Hot Chips 2020會(huì)議上對(duì)處理器進(jìn)行了更多討論，對(duì)處理器進(jìn)行了概述，對(duì)如何將其堆疊到Arm的Cortex-A73（專為高性能移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)）方面進(jìn)行了了解，并簡(jiǎn)要了解了該處理器。公司正在計(jì)劃的方向。它還為我們提供了一個(gè)參考點(diǎn)，從中可以考慮RISC-V服務(wù)器處理器。

該芯片是由阿里巴巴達(dá)摩院旗下的年輕半導(dǎo)體部門T-Head設(shè)計(jì)的。T-Head的邊緣產(chǎn)品負(fù)責(zé)人Yu Pu在2020年Hot Chips大會(huì)上談到了該芯片，他說(shuō)阿里巴巴希望RISC-V作為其云和邊緣計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)。Pu承認(rèn)這是架構(gòu)的早期開發(fā)，但是公司工程師對(duì)這項(xiàng)技術(shù)以及如何與開源社區(qū)一起對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)充滿信心。 他說(shuō)：“盡管RISC-V在技術(shù)和生態(tài)系統(tǒng)方面還不夠成熟，但我們認(rèn)為它具有巨大的潛力?！?“這項(xiàng)工作的目的是通過(guò)開源協(xié)作為基于RISC-V的高端和高性能嵌入式計(jì)算核心做出貢獻(xiàn)?！? 像許多基礎(chǔ)架構(gòu)組件供應(yīng)商一樣，阿里巴巴正在關(guān)注云，移動(dòng)性和物聯(lián)網(wǎng)的興起所帶來(lái)的行業(yè)的快速變化，它所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)非常豐富，并有望在2025年達(dá)到175 ZB，以及運(yùn)行人工智能（AI），機(jī)器學(xué)習(xí)，自動(dòng)化和分析等技術(shù)以收集，存儲(chǔ)，管理和分析所有數(shù)據(jù)所需的計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)功能。他說(shuō)，越來(lái)越多的智能物聯(lián)網(wǎng)和“天文計(jì)算流量”推動(dòng)了對(duì)低功耗和低成本基礎(chǔ)架構(gòu)的研究。 Pu說(shuō)：“ RISC-V在這個(gè)時(shí)候非常具有吸引力，因?yàn)樽鳛榉忾]和昂貴的ISA的替代品，開放和免費(fèi)的ISA RISC-V通過(guò)開放標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)作來(lái)加速處理器創(chuàng)新”，“可擴(kuò)展性和模塊化使處理器客戶能夠針對(duì)特定領(lǐng)域的工作負(fù)載進(jìn)行優(yōu)化，例如機(jī)械加速器，網(wǎng)絡(luò)處理，安全支出，存儲(chǔ)控制器等，從而大大提高了處理效率并降低了設(shè)計(jì)成本。從技術(shù)角度和業(yè)務(wù)角度來(lái)看，RISC-V都很容易與合作伙伴提供的其他特定于域的IP一起使用。如今，RISC-V變得有點(diǎn)像Unix和Unix操作系統(tǒng)。我們的AliOS（阿里巴巴的Linux發(fā)行版）也完全支持它。隨著工具鏈變得越來(lái)越成熟， XT910支持RISC-V 0.7.1矢量擴(kuò)展，包括用于AI加速的矢量引擎，并基于臺(tái)積電的12納米FinFET工藝。它是基于集群的多核設(shè)計(jì)，每個(gè)集群最多可具有四個(gè)內(nèi)核。每個(gè)內(nèi)核支持32 KB至64 KB的L1數(shù)據(jù)高速緩存和32 KB至64 KB的L1指令高速緩存。它包括一個(gè)混合分支預(yù)測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)預(yù)測(cè)器機(jī)制以提高性能和效率。該芯片還提供了RISC-V Turbo功能，該功能使用諸如同步多個(gè)內(nèi)核和更快的內(nèi)存訪問等調(diào)整來(lái)提高性能，但也可以關(guān)閉以使該芯片與其他RISC-V芯片完全兼容。 它具有深層超標(biāo)量無(wú)序流水線，前端每個(gè)周期有8個(gè)訪存，3個(gè)解碼和8個(gè)發(fā)布指令，無(wú)序內(nèi)存訪問，專用分支處理和無(wú)序向量計(jì)算。后端。多核互連具有解耦的處理器接口單元（PIU），MOESI一致性協(xié)議和可配置的高達(dá)8 MB的二級(jí)緩存。 人工智能是增加使系統(tǒng)能夠管理和分析正在生成的大量數(shù)據(jù)所需的智能的關(guān)鍵。以下是AI優(yōu)化的矢量擴(kuò)展的詳細(xì)信息，其中每個(gè)集群包含超過(guò)300GFLops的FP16計(jì)算能力。

阿里巴巴將芯片的功能與Arm Cortex-A73的功能進(jìn)行了比較，后者是華為于2017年推出的麒麟970 AI的移動(dòng)平臺(tái)的基礎(chǔ)。測(cè)試中使用的XT910芯片配置為相同的L1緩存大小。下面的結(jié)果顯示，在許多基準(zhǔn)參數(shù)中，阿里巴巴芯片的性能都超過(guò)了Cortex-A73，盡管Pu承認(rèn)XT910仍然是一個(gè)年輕的芯片，需要做更多的工作。他說(shuō)，但最初的數(shù)字令人鼓舞。

XT910的部署方式仍有待觀察。該公司正在阿里云中使用該芯片，并且可以與該公司的無(wú)劍SoC平臺(tái)一起使用。Pu說(shuō)，該公司還計(jì)劃將該芯片的架構(gòu)提供給開源社區(qū)，并正在與社區(qū)團(tuán)體合作實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。 他說(shuō)：“玄鐵系列的目的不是與任何非RISC…項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)，而是為開源RISC-V社區(qū)做出貢獻(xiàn)。” XT910芯片也是該公司計(jì)劃推出的系列中的第一款。Pu談到了XT902，這是XT910另一端的低功耗芯片，它帶有受信任的執(zhí)行環(huán)境，并且與Arm的Cortex-M0屬于同一微控制器類別。該公司還正在開發(fā)其他三款產(chǎn)品，包括XT903、905、907和908，它們將具有不同的嵌入式性能和功率水平。

Hot Chips 2020：阿里巴巴玄鐵910

在日前舉辦的Hot Chips 2020會(huì)議上，阿里巴巴旗下平頭哥半導(dǎo)體介紹了其基于RISC-V架構(gòu)的玄鐵910。他們認(rèn)為，RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代非常有吸引力。

玄鐵910支持16核，主頻為2.5GHz。有兩個(gè)技術(shù)創(chuàng)新提高了玄鐵910的性能，分別是3發(fā)射8執(zhí)行的復(fù)雜亂序執(zhí)行架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)每周期2條內(nèi)存訪問處理器，以及擴(kuò)展了50多條指令，增強(qiáng)計(jì)算、存儲(chǔ)和多核等方面性能。阿里巴巴方面稱，玄鐵910性能較業(yè)界主流提升了約40%。

來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

原文標(biāo)題：備受關(guān)注的阿里巴巴的RISC-V芯片，什么水平？（附PPT）

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