晶心科技推出突破性的RISC-V 27系列处理器及向量扩展指令

小飞飞

2020 年 01 月 03 日—RISC-V 处理器解决方案的全球领导厂商晶心科技今天宣布推出 AndesCore™ 27 系列处理器核心，成为 RISC-V 指令集架构中领先支持向量扩展架构(RISC-V V-extension)的处理器。同时，晶心也重新设计了内存存取子系统，提升了存取的带宽以及效率。目前已提供给前期授权者使用，预计 2020 年第一季正式開放對外授权。

许多新兴应用，如 AI、AR/VR、计算器视觉、加解密技术和多媒体应用等，需要对大量矩阵数据进行复杂的计算。不像其他高级 SIMD 架构，只能提供受架构所限制的、相对有限的性能，RISC-V 向量扩展架构提供了一组功能强大的指令集，提供可缩放的数据宽度，灵活的微架构实现，并为系统级优化开放了内存子系统的配置。藉由 AndesCore™ 27 系列处理器，晶心为 RISC-V 产业界提供了前所未有的高性能和灵活性，并领先于其他 RISC-V 处理器供货商，带领 RISC-V 架构真正进入可延伸性计算性能（Scalable Performance）的领域。

「27 系列处理器的问世表示晶心科技与 RISC-V 技术又达到一个重要的里程碑，我对我们研发团队的成就感到难以言喻的骄傲。」晶心科技总经理林志明表示，「RISC-V 向量延伸架构超越了当前任何可授权的 RISC-V 处理器核心技术，胆大心细地把 RISC-V 带入当今最炙手可热的市场。而客户对于我们研发团队的高度信心，使晶心科技率先实现此具有挑战性的愿景。从订定规格到交付设计，我们的团队仅花不到 9 个月，这绝对是晶心科技历史上最激励人心的历程之一。」

27 系列中将优先推出 32 位处理器 A27 与 64 位处理器 AX27 和 NX27V，它们分别衍生于晶心已经在市场验证的 25 系列处理器核心，支持最新的 RISC-V 规格、系统平台设计、与累积过去 14 年的研发经验所打造出的开发生态系统。 A27 与 AX27 系专为运行 Linux 应用而量身订制，比前代 25 系列提供高出 50％的内存带宽。NX27V 包含一个支持 RISC-V 可扩展指令的向量处理单元（VPU），从基本设计上展开全向量化的运算，而非仅将现有高级 SIMD 指令加以延伸。例如每个缓存器都是完整的向量缓存器（VRF），其可计算项目的数量都可被使用者所设定。每个向量的长度可选，从最小的 64 位到最大的 512 位（VLEN），并可组合最多八个向量缓存器（LMUL）达到 4096 位。它同时也允许指定整数、定点数、浮点数或其他特定为 AI 优化表示的位宽，从 4 位到 32 位（SEW），在同一循环中不用分割地处理矩阵最后元素。27 系列 VPU 除了实现了这些所有的功能，亦具有多个可串连的处理单元。每个处理单元均可在独立的处理器流水线中运行，以维持关键核心函数所需的计算吞吐量。在完整配置的运行模式下，VPU 对 MobileNets（一种卷积神经网络架构）中关键函数加速高达 30 倍以上。与常见的 128 位 SIMD 解决方案相比，由于其向量指令发布的高效率可提供每个周期 4 倍的处理能力，让 NX27V VPU 具有更强大的优势。

「非常高兴看见晶心十四年的研发成果全部汇集于这个具有挑战性的项目中，」晶心科技首席技术官暨执行副总苏泓萌博士表示，「从向量处理器微架构到内存子系统，以及对应的生态系统，无论在规模和范畴上，晶心已将 RISC-V 用户引领进入更先进的嵌入式应用中。」

此外，27 系列也大大地提升了内存控制系统的性能，以支持 VPU 计算所需的内存带宽，无论是否使用 VPU，所有 27 系列客户都将受益于内存带宽的提升。现在 27 系列支持同时进行多个内存的存取，因此向量处理器不必在高速缓存未命中时等待数据。而高速缓存数据预取功能可以在处理器需要之前预先准备数据，从而避免高速缓存可能未命中的情况。最后，Andes Custom Extension（ACE）接口也被提升，可以为用户自定义指令提供更快的控制通道与更宽的数据通道。

本篇完*