基于RISC-V架构GPGPU的研发已经结束。

2024-12-21

电子爱好者网报道(文章 / 近日，有投资者在互动平台上向国芯科技提问：你们公司有没有？ GPU 研发计划？

对于这一点，国芯科技回答说，“公司与上海清华国际创新中心合作开展了基于开源的开源工作。 RISC-V 指令架构的 GPGPU 2024年核心R&D工作年 7 每月公司已经完成了第一版 RTL 代码设计并公开发布。因为公司专注于汽车电子芯片、服务器和云应用安全芯片、量子安全芯片和 AI MCU 研究、开发和设计芯片，RISC-V GPGPU 目前的R&D工作已经结束，未来的公司将视国际开源而定 RISC-V GPGPU 在考虑新的R&D计划安排之前，技术的进一步发展。"

基于 RISC-V 做 GPGPU

在 AI 在大型模型的推动下，全球计算能力需求迅速增长。以中国市场为例，《2023年全国数据资源调查报告》 2023年)显示，年我国 2200 多个算率中心的算率规模约为 0.23 十万亿个浮点运算 / 秒（ZFLOPS），同比增长约为 30%；国家数据存储总空间为存储空间利用率为2.93ZB 59%。

根据计算芯片的供应， Gartner 数据显示，英伟达在全球人工智能芯片市场的市场份额最高可能已经达到 90%。现在，取代英伟达 GPGPU 有很多产品，包括各种基础产品。 ARM 商品的结构，尤其是 ASIC 形式计算芯片。当然，也有企业选择选择。 RISC-V 打造 GPGPU。

举例来说，在国际市场上，佐治亚理工早在 2021 每年都有一种支持研究发布。 CUDA 的 RISC-V GPU 架构—— Vortex。Vortex RISC-V GPGPU 旨在提供基础 RV32IMF ISA 的全系统 RISC-V GPU。这意味着 32 位置核心可以从中获得 1 核拓展到 32 核 GPU 设计，支持 OpenCL 1.2 图形 API，也有一些支持 CUDA 操作。

首款基于国芯科技与上海清华国际创新中心联合开发的中国市场 RISC-V 向量拓展（RVV）的 GPGPU " Ventus(承影)"，是国内首个开源。 GPGPU。基于上海清华国际创新中心自身的科研项目，承影是上海清华国际创新中心 GPGPU 编程模型的设计，选择 RISC-V 以向量扩展为基础 LLVM 完成开源工具链 GPGPU 研究和开发编译器，支持 OpenCL 开源并行编程框架。与此同时，承影参照 RISC-V CPU 发展思维，满足感 SIMT 在吸收基本功能的同时， RISC-V 在功能定义和指令设计上，向量扩展具有优势，并将两者有机结合，促进承影同时具有向量Cpu工具链兼容性和 GPGPU 可以更好地结合编程灵活性 RISC-V 编译器，创建统一的指令集 SoC 系统。

据有关开源信息显示，承影是一种开放源代码的通用并行计算。（GPGPU）框架是专门为高效利用现代图形处理器的计算能力而设计的。它采用 C 接口，并提供易于使用的编程模型，旨在简化编程模型。 GPU 程序设计，使开发者能够更方便地完成高性能计算任务。

拍照有很多优秀的特点，比如高级抽象水平，允许开发人员用相对简单的代码实现复杂的平行算法。这种抽象减少了理解和调试平行代码的复杂性，促进了非 GPU 专家也可以快速入门；具有动态调度能力，与许多其他人不同 GPU 框架的静态调度，承影实现了一个动态调度系统，可以根据硬件状态调整运行中的任务分配，然后最大限度地提高资源利用率；灵活可定制，可根据特定需求调整承影；除了支持标准之外，异构计算支持特征 GPU，也可以应用于多核 CPU 适应不同应用场景的需要，以及其他加速器。

如上所述，作为开源，并以开源为基础。 RISC-V 架构的 GPGPU，与上海清华国际创新中心和智绘微电子合作开发的国芯科技开源 RISC-V GPGPU 正是基于上海清华国际创新中心的“承影” GPGPU 后续联合发展的技术基础， Verilog 版本的开源 RISC-V GPGPU 核心技术。然而，正如英伟达除外的那样。 GPGPU 另外，其它同类产品也很难落地，从技术难度来看，开源 RISC-V GPGPU 落地的挑战更大。

这里面有很多挑战，比如原来的承影就是采用的。 Chisel HDL 进行设计，然后通过 make verilog 指令生成 Verilog 代码，便于进一步进行 FPGA 或 ASIC 实现，这无形中提高了技术门槛，比如， Chisel 本质上还是 Scala 语言，所以要学习 Chisel，需要具备 Scala 语言的基础，而且 scala 这是一种比较困难的语言，从 Chisel HDL 转换到 Verilog 随后，名词的更换给问题定位和代码更换带来了巨大的挑战。另外一个挑战是生态，不管是什么。 Chisel HDL 是基于工具生态，还是基于？ RISC-V 打造 GPGPU 产品生态、生态都过于狭窄，而开源是一种需要大量人员参与的项目形式。

结语

基于 RISC-V 实现 GPGPU 有着非常宏伟的愿景，并且有许多独特的优点。然而，当前 GPGPU 事实上，计算率导出的场景并不多样化。高计算能力、高并行性和高能效性是主要需求。虽然不同的模型有一定的算法需求差异，但英伟达现阶段 GPGPGU 与其它同类 GPGPU，就算率丰富而言，它已经非常强大，RISC-V 要靠灵活性和开源进入这个领域，确实太难了。

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