Команда увлеченных специалистов, обладающих высокой квалификацией в области разработки интегральных схем, объявила о создании графического процессора для микропроцессорной архитектуры RISC-V. Эта архитектура, основанная на полностью открытом наборе инструкций, предоставляет возможность любому желающему создавать собственные чипы, оптимизированные для конкретных задач, без необходимости уплаты лицензионных платежей.
Проект называется RV64X и подразумевает разработку полноценного модульного графического ускорителя ( GPU) с использованием всех современных технологий. Изначально, при разработке микроархитектуры RISC-V нет специфических инструкций для обработки трехмерной графики, инженерам придется их создать. И, естественно, результат будет также полностью открыт для использования и модернизации всеми желающими.
Лицензия BSD, по которой распространяются исходные коды RISC-V, дает возможность создавать «закрытые» проекты, опираясь на первоначальную разработку. Однако разработчики RV64X хотят сделать доступное всем решение, которое расширит функционал набирающей популярность «открытой» архитектуры. Более того, именно следование идеологии open-source уже обеспечило проекту поддержку ряда именитых компаний.
Иными словами, RV64X нельзя назвать очередной поделкой кучки «красноглазиков». За результатами работы команды пристально следят, консультируют и помогают в решении некоторых проблем крупные игроки рынка: например, Imagination Technologies (разработчик серии видеоядер PowerVR). И сами энтузиасты — опытные специалисты в своей области: Атиф Зафар ( Atif Zafar), глава компании Pixilica, Грант Дженнингс (Grant Jennings) из GOWIN Semiconductor, а также Тед Марена (Ted Marena), работающий в CHIPS Alliance и Western Digital.
Изначально, несмотря на обозначение «графический ускоритель», устройство будет работать с 32-битной архитектурой и базироваться на обычном ядре RV32I. К базовому набору инструкций RISC-V версии 2.1 прибавятся уже существующие расширения, а также созданные с нуля команды. Последние будут включать в себя расширенные инструкции для обработки векторных вычислений, которых пока в RISC-V не хватает. Кроме того, увеличится набор поддерживаемых типов данных и регистры для них.
В рамках проекта одной из ключевых задач будет разработка технического задания на чип, содержащий основное вычислительное ядро RV32I и графический ускоритель RV32X. По ней уже можно будет разрабатывать реальные микросхемы, как с исходным дизайном, так и с внесенными изменениями. В случае успеха, подобную архитектуру можно будет легко адаптировать для 64-битных вычислений, что обусловлено самой ее структурой RISC-V позволяет легко это сделать. Наконец, по задумке создателей, новое решение будет легко масштабируемым в многоядерные системы, где отдельный блок RV64X сыграет роль не единичного GPU, а модуля в мощной видеоподсистеме.
Согласно официальной странице проекта на сайте Pixilica, предполагается внедрение всех актуальных технологий компьютерной графики, включая трассировку лучей ( ray tracing), блоков растеризации, обеспечивающих адаптацию к конкретным задачам, и поддержка алгоритмов машинного обучения. Предсказать сроки получения первых результатов затруднительно, по словам разработчиков RV64X не называют никаких дат. И это понятно: разработка подобных проектов — дело нескольких лет.
Безусловно, можно утверждать одно: речь идет о конкуренции с предлагаемыми решениями AMD, Nvidia или любых других игроков рынка речи даже не идет. Задача проекта заключается в создании открытого и доступного решения для энтузиастов, студентов и мелкосерийных производителей, а также для использования в недорогих и эффективных контроллерах и микропроцессорах. Потенциально через несколько лет RV64X сможет эволюционировать в нечто большее, особенно при поддержке крупных игроков рынка. Но до этого, как говорится, нужно еще дожить.
Микропроцессорная архитектура RISC-V родилась в результате совместных усилий сотрудников Калифорнийского университета в Беркли и большой команды добровольцев со всего мира. Первую спецификацию опубликовали в 2010 году, и в ней было сразу несколько готовых дизайнов микросхем для основных сфер применения.
В настоящее время данная архитектура получила широкое распространение среди разработчиков контроллеров, и ежегодно появляется все больше чипов, основанных на ней RISC-V используется набор коротких команд (RISC), четко разделенных на две группы: предназначенные для управления памятью и для выполнения вычислений. Они отличаются от RISC-микроархитектура характеризуется полной доступностью базовой спецификации и ключевых дополнений.
Такой подход способен не только уменьшить затраты на создание микросхем и продукции, основанной на них. В теории он обеспечивает и более высокий уровень безопасности процессора. Поскольку исходный код доступен для анализа всем желающим, число специалистов, занимающихся поиском уязвимостей и слабых мест, потенциально возрастает. В любом случае, истории, подобные скандалу с обнаружением брешей Spectre и Meltdown в процессорах Intel и других производителей, с RISC-V практически невозможны. Напомним, в 2017 году специалисты по кибербезопасности обнаружили, что из-за недокументированных особенностей чипов Intel и AMD возможно осуществить неотслеживаемую атаку и заполучить обрабатываемые процессором данные пользователя — вне зависимости от степени их защищенности.