阿里巴巴達(dá)摩院“秀肌肉”，玄鐵RISC-V持續(xù)創(chuàng)新迭代
為期三天的第五屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)印證了RISC-V產(chǎn)業(yè)發(fā)展的火熱，??AI與高性能計(jì)算??成為最受矚目的兩大方向。其中IoT作為基礎(chǔ)共識(shí)領(lǐng)域，發(fā)展前景已獲普遍認(rèn)可；但??RISC-V的高性能計(jì)算究竟能突破怎樣的天花板，仍存在懸念。
在7月18日舉行的高性能計(jì)算分論壇上，阿里巴巴達(dá)摩院高級(jí)技術(shù)專家賈昊?分享了《持續(xù)創(chuàng)新迭代的玄鐵系列處理器》主題演講，探討RISC-V在高性能計(jì)算的創(chuàng)新與應(yīng)用。
阿里巴巴達(dá)摩院旗下品牌玄鐵在中國(guó)RISC-V市場(chǎng)布局較早，也是業(yè)界公認(rèn)對(duì)國(guó)際開源社區(qū)貢獻(xiàn)最大的中國(guó)機(jī)構(gòu)之一。據(jù)賈昊?介紹，玄鐵IP已構(gòu)建覆蓋全場(chǎng)景的產(chǎn)品矩陣——包括面向AI加速的高性能C系列、安全和實(shí)時(shí)性方面的R系列、賦能端側(cè)設(shè)備的E系列，以及搭建多核系統(tǒng)方案的玄鐵系列。
這種戰(zhàn)略布局的核心在于通過模塊化創(chuàng)新解決差異化需求，本次重點(diǎn)展示的玄鐵C930處理器、XL-300系統(tǒng)方案及DSA擴(kuò)展接口，正成為突破RISC-V性能邊界的關(guān)鍵引擎。
玄鐵C930作為下一代旗艦CPU IP，其架構(gòu)創(chuàng)新直指高性能計(jì)算瓶頸。處理器采用解耦式設(shè)計(jì)分離分支預(yù)測(cè)與取指流水線，64KB L1 Cache結(jié)合增強(qiáng)型BDB機(jī)制顯著提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率；亂序超標(biāo)量核心實(shí)現(xiàn)6寬流水線+11寬發(fā)射帶寬的吞吐能力，配合LB可壓縮技術(shù)擴(kuò)展指令窗口空間；訪存子系統(tǒng)通過多級(jí)TLB硬件回填和兩層虛擬地址管理優(yōu)化延遲，最大1MB L2 Cache采用DRRAP替換策略并集成服務(wù)器級(jí)ECC保護(hù)。尤為關(guān)鍵的是向量執(zhí)行單元的高度可配置性，在支持RISC-V官方擴(kuò)展基礎(chǔ)上融入玄鐵自定義指令集，使GEMM算力利用率達(dá)到友商方案的2-3倍。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，C930工作頻率突破3GHz性能門檻，SpecINT2006評(píng)分達(dá)15.2分/GHz，而軟硬件協(xié)同優(yōu)化仍在釋放更大潛力。
為構(gòu)建完整的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，玄鐵XL-300系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)架構(gòu)級(jí)躍升。該方案支持彈性配置8核大小核混合架構(gòu)，L3緩存可擴(kuò)展至23MB，通過分布式高并發(fā)IO TLB設(shè)計(jì)適配服務(wù)器場(chǎng)景，支持TCIE接口與IOMPT虛擬化標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)比前代XL-200，頻率提升20%、帶寬翻倍的同時(shí)僅增加5%面積，在能效與性能平衡上展現(xiàn)精準(zhǔn)控制?？煽啃苑矫?，玄鐵不僅兼容RISC-V安全規(guī)范，更針對(duì)服務(wù)器場(chǎng)景增強(qiáng)錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制。
生態(tài)拓展維度，玄鐵DSA接口技術(shù)大幅降低定制開發(fā)門檻。通過預(yù)定義指令集與標(biāo)準(zhǔn)化譯碼接口，客戶僅需編寫指令描述文件即可自動(dòng)生成適配工具鏈，使C930與協(xié)處理器間建立低延遲數(shù)據(jù)通道。這種“描述即生成”的模式將開發(fā)周期壓縮60%，讓客戶快速實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景化加速——例如加解密模塊可通過協(xié)處理器接口直接調(diào)用硬件加速資源，避免傳統(tǒng)方案的數(shù)據(jù)搬運(yùn)開銷。
玄鐵團(tuán)隊(duì)的技術(shù)演進(jìn)始終聚焦全棧能力構(gòu)建：C930突破單核性能極限，XL-300重塑多核系統(tǒng)架構(gòu)，DSA接口打通定制化通路，三者協(xié)同形成覆蓋芯片到系統(tǒng)的閉環(huán)創(chuàng)新，推動(dòng)RISC-V在高性能計(jì)算領(lǐng)域建立全新范式。
