中科院發布國產RISC-V處理器“香山”,已成功運行Linux,7月流片

本周,首屆 RISC-V 中國峰會在上海科技大學舉辦。這是 RISC-V 第一次在北美以外地區舉辦同等規模的峰會。在本屆大會上,中科院大學教授、中科院計算所研究員 包雲崗公布了國產 開源高性能 RISC-V 處理器核心—— 香山

中科院發布國產RISC-V處理器“香山”,已成功運行Linux,7月流片

談到為何要打造“香山”,包雲崗表示,要建立一個像 Linux 那樣的開源 RISC-V 核主線,既能被工業界廣泛應用,又能支持學術界試驗創新想法。

而且要讓它像 Linux 那樣至少存活 30 年!

(註:以下香山技術資料均已獲得包雲崗老師授權。)

研發歷程

經過了一年多的準備 ,2020 年 6 月 11 日,香山在 GitHub 上建立代碼倉庫。

之後香山的研發進展非常之快 :7 月 6 日完成亂序流水線,能正確運行 CoreMark;9 月 12 日 ,Linux 正確啟動 ;10 月 22 日 ,Debian 正確啟動。

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在短短的一年時間裡,有 25 位同學和老師參與了香山的開發,共提交了超過 5 萬行代碼。

香山核心以“湖”來命名架構代號,第一代叫做“雁棲湖”,以此來表示出自中科院大學。

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“雁棲湖 ”RTL 代碼於今年 4 月完成,計劃於 7 月基於台積電 28nm 工藝流片。

第二代架構叫做“南湖”,將採用中芯國際 14nm 工藝,預計今年年底流片。

香山處理器不僅有科研院所,也有企業參與,其中北京微核芯參與了第一期的設計工作,

目前團隊正招募香山處理器二期聯合開發合作夥伴,加入的企業已有字節跳動等公司。

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那麼,這兩款芯片的實際性能如何?

性能參數

“雁棲湖”採用亂序執行 、11 級流水 、6 發射,由於使用的較舊的 28nm 台積電工藝,因此主頻較低,預計達到 1.3Ghz。

“雁棲湖 ”SEPC2006 性能得分大約為 7/Ghz, 以此來看,香山第一代架構主要對標 ARM 的 A72 或 A73。

而第二代架構在性能上有大幅度提升,包雲崗表示,“南湖”的目標是 SEPC2006 達到 20 分,即 10/Ghz, 已經接近 i9-10900K 的 11.08/GHz。

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該團隊希望,未來通過持續迭代優化(“南湖”→ ”X 湖”→ ”Y 湖”→……),讓“香山”的性能達到 ARM A76 的水平。

值得一提的是,今天 RISC-V 芯片廠商推出了號稱全球最快的 RISC-V CPU——P550。 這款芯片的實際性能為 8.65/Ghz(SPECInt 2006), 對標 ARM 的 A75。

P550 將使用英特爾的 7nm 技術,而英特爾 7nm 至少在 2023 年才能推向市場,因此短期內這款芯片還不會面世。

為了開發這樣一款芯片,包雲崗團隊還開發了一系列流程、平台、基礎設施。比如為了更好地支持 Chisel 開發與調試,團隊就開發了十餘款工具,支撐起一套處理器芯片敏捷開發的流程。

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根據投稿情況,本屆 RISC-V 中國峰會將在已有分類基礎上為中科院計算所的香山 RISC-V 處理器特別增設“香山 Session”, 接收 12 篇香山處理器的報告。

6 月 25 日下午,香山將舉辦線上 Tutorial, 介紹香山的開發工具鏈、仿真調試工具等等,對處理器設計感興趣的開發者可以前去報名。

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