阿里平头哥玄铁处理器上新! RISC-V生态再扩容,兼容安卓、统信和龙蜥

2022-11-04 13:49:28 来源:EETOP 作者:Nancy Zhou

11月3日,在2022云栖大会上,阿里平头哥发布全新RISC-V高能效处理器玄铁C908。据介绍,玄铁C908处理器支持多核多簇架构,采用高效9级双发按序流水线,主频2GHz,通过创新的微体系结构和指令融合等技术,实现能效的大幅提升,较业界同性能处理器能效提升超20%。

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此外,为进一步提升AI算力及能效,玄铁C908升级了微架构,首次采用RISC-V Vector 1.0标准,并基于标准新增DOT指令;推出INT4数据类型;全面优化AI算子及算法库,典型神经网络计算的性能比前一代产品提升50%以上。玄铁C908也因此超越此前在国际权威AI测试MLPerf Tiny V0.7中夺冠的玄铁C906,在图像分类任务中性能再提升3.5倍。


玄铁C908在持续增强CPU性能和AI算力的同时,进一步提升了CPUAI的计算能效。为达到提高处理器能效的目的,玄铁C908实现了一系列特色技术创新:通过多通道、多模式数据预取技术,大幅提升数据访问带宽;通过融合特定指令流组合,提升读取指令带宽;进一步优化AI加速算子,在Vector矢量扩展基础上进一步提升算力。


据了解,玄铁C908可广泛用于智能交互、多媒体终端、AR/VR、无线通讯等场景和领域。在EEMBC行业应用测试中,玄铁C908较C906有大幅性能提升:信号处理提升1.3倍性能;网络数据处理能力增强2.7倍;通信处理能力提升1.3倍。这意味着,行业应用中同样的功耗条件下,玄铁C908可完成更多的任务。基于玄铁C908,平头哥合作伙伴嘉楠科技已展开芯片研发工作,为行业提供更高性能、更低功耗、更加安全的芯片新选择。


“玄铁C908打开了RISC-V高能效应用的一片蓝海领域。从低功耗,到高性能,再到高能效,平头哥大幅提升软硬一体的全栈能力,打造出丰富的玄铁RISC-V处理器家族。”平头哥副总裁孟建熠在2022云栖大会上说,“我们还将不断拓展RISC-V技术、应用和生态的边界,挖掘RISC-V在更广阔的端云一体生态中的新价值。”




平头哥副总裁孟建熠发布最新RISC-V处理器玄铁C908


首次进入安卓开源生态体系,首个兼容云上操作系统


在端侧,平头哥引领RISC-V架构首次进入安卓开源生态体系,推动RISC-V正式与全球主流移动操作系统生态接轨。在云端,基于高性能SoC原型“曳影1520”,平头哥完成龙蜥操作系统的适配,成为RISC-V架构兼容云上操作系统的全球首个里程碑,迈出了端云一体的重要一步。从端到云,平头哥已完成RISC-V与RTOS、Yocto Linux、Android、龙蜥、统信等国际主流和国产操作系统的深度适配。




玄铁RISC-V处理器上成功运行统信操作系统及多款软件

  • 龙蜥操作系统(Anolis OS)定位于服务器端,支持多种主流芯片架构和计算场景,兼容CentOS生态,是一款主流的、开源的、基于Linux的云计算操作系统。龙蜥操作系统拥有丰富、复杂的软件栈,对芯片的要求非常高。在无剑600平台上,平头哥与龙蜥开源社区、中科院软件PLCT实验室所进行了软硬件全栈的联合优化,完成了RISC-V与基于Linux的龙蜥操作系统的3000多个基础包适配,并在曳影1520上首次运行FireFox浏览器、LibreOffice等大型桌面级软件,以及Hexo和Open Rocket等基于NodeJS和JAVA的应用,极大拓展了RISC-V的想象力。

  • 统信软件是国产操作系统的代表厂商,也是龙蜥社区副理事长单位。统信旗下拥有桌面、服务器、企业级应用、智能终端等四大产品线。其中统信桌面操作系统,面向不同人群提供社区版(deepin)、家庭版、专业版等细分版本。统信软件是龙蜥社区的主要贡献者之一,在2021年5月全国首家发行了基于龙蜥社区技术路线的商业服务器操作系统版本。目前统信操作系统国内装机量累积超过300万台。

  • 安卓系统是全球主流移动操作系统,拥有丰富的应用生态。将RISC-V架构接入安卓体系,一直是业界的巨大期待。平头哥为此进行了大量技术创新,增补修改了12万余行代码,主导推动了两大体系的深度融合。2021年10月,平头哥最早完成了安卓系统的整体移植,在玄铁C910处理器上首次兼容安卓10.0系统,并运行Chrome浏览器等应用。2022年9月30日,谷歌安卓AOSP社区开始接收RISC-V补丁。平头哥率先提交关于Bionic C库、模拟器、三方上游模块等76项基础代码补丁,其中,与AOSP社区合作直接并入官方补丁18项,拆分合入C库关键补丁12项,外部项目合入补丁4项,成为全球首批安卓系统吸纳的RISC-V补丁。


不过,RISC-V适配安卓系统,仍然还处于一个很初级的阶段。孟建熠在接受EETOP采访时表示:“对于RISC-V来讲,它一定要先对接安卓、Linux、RTOS等各种各样的操作系统,在这个基础之上,再做创新。此次谷歌安卓体系接纳了RISC-V架构,表示RISC-V正式进入安卓生态的大赛场了。形象一点来说,之前它只是在场外热身,如今就正式准备去比赛了。当然,RISC-V要在智能手机上实现商用,还有很长的路要走,需要大量的技术优化和迭代。”


平头哥玄铁RISC-V处理器产品家族对比


随着2022云栖大会上平头哥发布高能效、AI增强的处理器玄铁C908,玄铁RISC-V处理器家族已基本形成C、E、R三个不同系列的处理器产品。每个系列都有对应的扩展CPU核。


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  • C系列面向高端复杂计算场景,应用于视觉、语音、边缘计算等领域,包含C906、C908、C910及C920等4款处理器。其中,玄铁C910在2019年发布时,最高主频可达2.5GHz,刷新了RISC-V处理器性能纪录。内置玄铁C910处理器芯片,性能可提高一倍以上,芯片成本降低一半以上,极大降低高性能端侧芯片的成本,推动RISC-V处理器成为5G人工智能、网络通信、自动驾驶等领域的新选择。此次发布的908,定位中高端,是平头哥所有处理器中,能效最好的。未来平头哥还会持续推进高性能的探索。

  • E系列面向低功耗低成本场景,应用于微控制器、无线等领域,包含E902、E906及E907等3款处理器。E902是平头哥在RISC-V架构上的首次尝试,具备安全、低功耗等特点,印证了RISC-V架构的可行性。未来,平头哥还将继续布局产品,旨在做到全覆盖。

  • R系列面向高可靠、实时处理场景,应用于工业控制、车载等领域,目前研发出R910这款处理器,具备高性能、高可靠、实时处理增强的功能特性,未来R系列将继续演进出更多丰富处理器


目前,玄铁RISC-V处理器已在边缘计算、无线通讯、工业控制、通用MCU等30多个行业实现了商业落地,是中国RISC-V领域中应用规模最大的处理器。从1 GHz跨入2 GHz商用,平头哥不断引领RISC-V新架构的性能提升,推动RISC-V进入新领域。


RISC-V的未来及平头哥的RISC-V布局


在2022云栖大会上,中国工程院院士倪光南表示:“开源模式已经从软件领域走向了硬件领域。近年来,国际上一种新兴的开源精简指令集架构RISC-V, 为我国掌握芯片产业发展主动权提供了机遇。发展中国芯片产业,要大力发展壮大RISC-V产业生态,争取在万物互联的新时代中,使得RISC-V发展成为世界主流,形成X86、Arm和RISC-V三分天下的格局。”


RISC-V国际基金会CEO Calista Redmond表示:“RISC-V是史上最丰富、最开放的指令集架构,目前已有100亿颗芯片采用RISC-V,分析师预测到2025年,将有800亿CPU核心采用 RISC-V架构。RISC-V 正在迅速建立强大的生态体系,阿里巴巴在RISC-V上尽心尽力的投入和众多贡献,对全球开发者、技术社区和产业界意义重大,让我们看到了RISC-V可落地的技术及商业前景。”


RISC-V领域,平头哥在通用计算和DSA(专用领域)两个方向上持续演进,一方面继续突破RISC-V高性能,推进RISC-V软件生态的建设;另一方面为各个行业提供更能满足需求的处理器产品,共同推进RISC-V在高能效、低功耗等特色领域的繁荣发展。


就具体应用场景来说,平头哥重点关注的领域有:人工智能、网络通信、工业、存储管理,包括通用MCU。至于数据中心领域,虽然平头哥已经在规划,但是纯数据中心领域,平头哥还并未涉足。。此外,在车规领域,平头哥还没有明确产品,虽然已经有计划,但还需要时间。


当下,数据中心似乎成为RISC-V探索的一个热门方向。对此,孟建熠肯定了这种探索的方向,但也认为, RISC-V要用在数据中心,还需要继续提升性能,完善功能,同时培育更好的软件生态,以更稳定可靠地满足数据中心的算力要求。


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