賽昉科技StarNOC賦能RISC-V高性能計算新生態(tài)??
??在當前RISC-V生態(tài)快速發(fā)展的背景下,高性能計算正迎來重大變革。超過十家企業(yè)正積極布局服務器芯片領域,這標志著RISC-V從單核向多核、眾核擴展的趨勢,以適配人工智能(AI)和高性能計算(HPC)等高端場景。同時,異構集成需求激增,混合架構SoC如RISC-V與ARM、DPU及AI加速器的組合,對互操作性提出了更高要求。尤其隨著生成式AI和大語言模型的興起,芯片內數(shù)據(jù)帶寬需求呈爆發(fā)式增長,這要求先進的一致性片上網(wǎng)絡(NoC)來管理大規(guī)模核間和異構單元間的數(shù)據(jù)流量,確保高帶寬、低延遲通信。業(yè)界頭部企業(yè)如英特爾、AMD和英偉達已通過自研一致性總線證明了其價值,華為昇騰的HCCS也展示了類似效果。
7月18日,賽昉科技IP產(chǎn)品線總經(jīng)理周杰在第五屆RISC-V中國峰會同期舉辦的高性能計算分論壇上,分享了賽昉科技在一致性片上網(wǎng)絡StarNoC對接RISC-V的實踐經(jīng)驗。
周杰指出,一致性NoC在設計RISC-V多核系統(tǒng)中扮演著核心基礎設施的角色,其重要性體現(xiàn)在性能、擴展性、能效和生態(tài)協(xié)同的全鏈條優(yōu)化。目前全球能夠支持大規(guī)模多核系統(tǒng)應用的NoC IP商業(yè)化公司較少,并在一定程度上限制RISC-V處理器核使用。同時在自主可控的背景下,對國產(chǎn)NoC的需求也更為急迫。
??對此,賽昉推出兩款自研產(chǎn)品:StarNOC-500面向中低端市場如手機、工業(yè)和通信,支持4-16核交叉互聯(lián)結構,提供高帶寬和低延遲;旗艦產(chǎn)品StarNOC-700則專注于高端場景如PC、服務器和自動駕駛,支持16-256核單Die或多Die擴展到512核,采用環(huán)狀或網(wǎng)狀拓撲,具有極高的可擴展性和低功耗代價。
其中,StarNOC-700作為首款適配RISC-V的國產(chǎn)一致性NoC,已進入交付階段,其特性體現(xiàn)了高性能與靈活性。在性能方面,它采用CHI.E協(xié)議和網(wǎng)狀路由器雙通道路由架構(Mesh Router DUAL channel routing),實現(xiàn)低時延和高帶寬,用戶可通過參數(shù)化配置優(yōu)化通道資源;集成QoS Regulator模塊,能根據(jù)實時時延或帶寬動態(tài)調節(jié)服務質量等級,確保資源分配、預留與仲裁機制高效執(zhí)行,同時各節(jié)點組件的Tracker數(shù)量支持自定義配置,以平衡并行處理能力與功耗及面積。
靈活性上,StarNOC-700允許用戶深度定制,包括總線規(guī)模最大支持12x12、StarNoC與RNF組件掛接、以及集成擴展組件如CAL(用于單端口多組件擴展)和XCS(用于時序收斂,通過參數(shù)配置自動集成),此外還支持軟件配置SAM(System Address Mapping)地址映射規(guī)則。它獨有的低速控制網(wǎng)絡Control NoC采用自定義協(xié)議,服務于CSR讀寫、PMU快照采集和中斷匯聚功能,并擴展用戶定義的UD AXU網(wǎng)絡(基于AXI5-Lite協(xié)議),原生支持RISC-V消息中斷機制。
實際應用中,StarNOC-700已與賽昉自研的高性能RISC-V核Dubhe-70和Dubhe-83完成對接,搭建了多核一致性驗證平臺。測試階段利用FPGA原型系統(tǒng)SoC進行,結果顯示:在多核網(wǎng)絡性能方面,Benchmark-PRO、GeekBench和Soc SPEC INT2006基準測試中,核數(shù)增加時性能接近線性增長;總線吞吐量測試在1核到3核場景下,讀寫帶寬均呈整數(shù)倍提升,功能正確性和線性度表現(xiàn)優(yōu)異。當前網(wǎng)絡規(guī)?;?3節(jié)點測試,后續(xù)計劃利用合見工軟平臺擴展更大網(wǎng)絡,例如通過160顆VU19P芯片級聯(lián)實現(xiàn)更復雜的配置。
展望未來,賽昉科技將根據(jù)用戶需求推動更大規(guī)模網(wǎng)絡擴展,同時深化與生態(tài)伙伴合作,致力于以自主可控的一致性NoC技術突破國產(chǎn)高性能計算的瓶頸,為RISC-V服務器芯片提供堅實基礎設施。