平头哥重磅发布自研芯片!600亿晶体管、5纳米!业界最强Arm服务器芯片横空出世!同时开源玄铁RISC-V,源码可下载!

2021-10-19 12:34:29 来源:EETOP
EETOP 10 月 19 日消息,在今日举行的 2021 云栖大会上,阿里巴巴旗下半导体公司平头哥重磅发布了自研云芯片-倚天710。

据官方介绍,该芯片是业界性能最强的ARM 服务器芯片,从SPECInt2017基础测试平台跑分达到440分,超出业界标杆20%,能效比优于业界标杆50%,能有效帮助数据中心节能减排。该芯片已在 7 月份流片,将在阿里云数据中心部署应用。

和2019年发布的AI推理芯片含光800不同,倚天710是一颗通用服务器CPU芯片CPU是计算机系统最核心的单元,负责接收、处理、运算计算机内部的所有信息。

倚天710采用业界最先进的5nm工艺,单芯片容纳高达600亿晶体管;在芯片架构上,基于最新的ARMv9架构,内含128核CPU,主频最高达到3.2GHz,能同时兼顾性能和功耗。在内存和接口方面,集成业界最领先的DDR5、PCIe5.0等技术,能有效提升芯片的传输速率,并且可适配云的不同应用场景。

第一颗采用5nm的服务器芯片

在此之前,服务器芯片最先进的工艺仍为7nm,倚天710率先实现了更高的工艺,是第一颗采用5nm工艺的服务器芯片,5nm工艺下的倚天710共容纳了600亿晶体管。

据平头哥透漏,5nm工艺对能量密度、芯片内部结构的布局有极高的要求,研发过程中平头哥灵活调度多达30种不同EDA软件、深度定制时钟网络和定制IP技术,此外平头哥还采用了先进的多芯片堆叠技术,最后成功确保了芯片性能、功耗的优化。

采用最新架构引入众多自研技术深度定制

CPU半导体行业设计门槛最高的芯片之一,全球范围内具备这一技术能力的企业寥寥可数,全球仅有少数公司能设计出顶级性能的CPU

倚天710采用了很多最领先的技术,包括ARMv9、DDR5、PCIe5.0等等,这些技术都是刚刚诞生不久,平头哥对此做了深度定制,同时也引入了许多自研技术。平头哥从前端架构设计到后端物理实现都是自研,既要克服工艺以及IP不成熟带来的困难,又要针对云场景的独特要求做定制化设计,技术上保障性能、功耗的均衡。

在前端设计方面,为解决核数众多条件下的带宽瓶颈,平头哥对于片上互联作出特殊优化,采用新的流控算法,降低系统反压,有效提升了系统效率和扩展性,使单核高性能有效地转化为整个系统的高性能。此外,通过新的系统地址到DRAM地址的转换机制,支持安全、非安全隔离、多NUMA、异常通道隔离多种特性,同时DRAM读写效率大幅度提升;在后端物理实现方面,灵活调度多达30种不同EDA软件、深度定制时钟网络和定制IP技术,此外平头哥还采用了先进的多芯片堆叠技术,最后成功确保了芯片性能、功耗的优化。

从专用走向通用,平头哥来进入一流芯片公司行列

通用处理器芯片是数据中心最复杂的芯片之一,其架构设计复杂,对性能、功耗要求极高,截至目前具备这一技术实力的企业也寥寥可数,目前,Intel、AMD、AWS以及阿里平头哥等少数公司在此之列。

过去,平头哥已积累了丰富的AI芯片处理器IP设计经验,这是平头哥突破通用芯片研发技术的基础。对于平头哥而言,倚天710芯片是首个通用服务器芯片,倚天芯片的研制成功,标志着平头哥已经具备大型复杂芯片的研发设计能力,并进入一流芯片公司的行列。

同时宣布开源玄铁 RISC-V 系列处理器

在今日举行的 2021 云栖大会现场,阿里云智能总裁张建锋宣布,平头哥开源玄铁 RISC-V 系列处理器,并开放系列工具及系统软件。这是系列处理器与基础软件的全球首次全栈开源,将推动 RISC-V 架构走向成熟,帮助 RISC-V 软硬件技术加速融合发展,推动创新落地。

AIoT 时代,RISC-V 架构因其开放、灵活的特性,有望成为继 Intel X86、ARM 后的下一代广泛应用的 CPU 架构。但是,当前 RISC-V 架构面临应用碎片化、开发效率低、软硬件适配难等问题,软硬件生态尚未成熟。

玄铁RISC-V 系列处理器采用自研技术,覆盖从低功耗到高性能的各类场景,支持 AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android 等操作系统,并已成功应用于微控制器、工业控制、智能家电、智能电网、图像处理、人工智能、多媒体和汽车电子等领域。不久前,玄铁 910 全球首次实现兼容安卓,极大拓展了 RISC-V 架构面向开放生态的想象力。

目前,玄铁系列处理器出货超 25 亿颗,拥有 150 余家客户、超500 个授权数,已成为国内应用规模最大的国产 CPU

此次开源的玄铁系列 RISC-V 处理器,包括玄铁 E902、E906、C906、C910 等 4 款量产处理器 IP,以及基于玄铁的多操作系统的全栈软件及工具。开发者可通过平头哥 Github 和芯片开放社区(Open Chip Community)下载玄铁源代码,在此基础上,实现开源 EDA 协同,创新硬件架构,丰富软件应用生态。

国际RISC-V 基金会 CEO Calista Redmond 表示,“阿里巴巴通过持续的贡献、领先的技术以及与 RISC-V 生态圈的深入合作,已成为 RISC-V社区真正的领导者。阿里巴巴此举(玄铁开源),将激发全球 RISC-V社区创新芯片开发,RISC-V 全球生态将从中受益。”

早在 2019 年,玄铁910 一面世就对外开放,同时首次开源低功耗微控制芯片设计平台“无剑 100Open”。此次全栈开源,为全球开发者提供了架构新选择,也将促进 RISC-V 技术和生态的进一步成熟。

张建锋表示,“经过 3 年努力,我们今天又发布玄铁 RISC-V 系列开源版。未来,我们将开源更多 RISC-V 处理器,也希望有更多的合作伙伴,在玄铁基础上研发出更多有价值的 IP 核和基础软件,共同构建开放、透明和普惠的 RISC-V 生态。”

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