上海清华国际创新中心集成电路平台团队 通过开源RISC-V方案,为国内GPGPU发展提供新思路

2023-03-09 08∶03 来源: 科委

上海清华国际创新中心集成电路研究平台成立于2021年,是清华大学集成电路学院与上海清华国际创新中心合作建设的面向集成电路创新领域的重点研发平台,瞄准车载高算力芯片、车规芯片、人工智能芯片和光刻胶等集成电路关键核心领域,突破“卡脖子”技术,联合上海本地龙头企业进行政产学研的紧密合作,践行健全关键核心技术攻关新型举国体制,助力集成电路产业发展。平台现有人工智能芯片实验室、车规芯片实验室、光刻胶实验室三个重点实验室,其中,车规芯片实验室围绕最高安全等级的车规MCU,开展实现国产化替代的芯片研究工作,确保汽车芯片供应链安全,现已与国际先进半导体公司合作开发工业及车规电机驱动芯片,性能指标已达到国际同类产品先进水平。

图片1.png

在CPU领域,RISC-V正凭借着兼备开源开放和自主可控等优点,成为越来越多国产CPU的最佳选择,在GPU领域,RISC-V开源架构也为打造GPU提供新的可行性。清华大学集成电路学院副教授、上海清华国际创新中心集成电路研究平台副主任、车规芯片实验室主任何虎,带领团队开发的新项目就是基于开源指令集+开源软件工具链+开源硬件构架创新,将GPGPU并行计算与传统GPU串行计算优势进行整合,为国内GPGPU的发展提供了一种新思路。去年8月,何虎团队发布了首款基于RISC-V向量扩展(RVV)的GPGPU“Ventus(承影)”,也是国内首个开源GPGPU。这为国内学术界和工业界技术路线评估和平台搭建基础提供了参考,在后续协同企业开发国产全自主GPU商用产品的路上迈出关键一步。

承影基于GPGPU编程模型进行设计,采用RISC-V向量扩展,基于LLVM开源工具链完成GPGPU编译器的开发,支持OpenCL开源并行编程框架。同时,RVV GPGPU参考RISC-V CPU开发思路,在满足SIMT基础功能的同时,汲取了RISC-V向量扩展在功能定义和指令设计上的优势,并将二者有机结合,使得承影同时具备向量处理器工具链兼容性和GPGPU编程灵活性,未来也能更好结合RISC-V编译器、打造统一指令集SoC系统。何虎团队成员杨轲翔坦言,第一版承影还是一个很简略的版本,还缺少很多功能,但其已经在国内GPU圈子产生较大影响力,让大家知道清华大学、上海清华国际创新中心正在做这个事情。团队将于2023年8月推出承影GPGPU2.0版本,届时将实现一个完整的GPGPU设计,并包括完整的工具链。

GPU是一个非常复杂的产品,绝不仅仅只是一个开源GPU就能够开出来的,因此开发过程非常艰巨。清华大学承影项目是一次GPGPU与RISC-V生态结合的积极探索,对促进国产GPU的发展有重要意义,也为当前陷入困境的国产高性能芯片研发开辟了一个新天地。项目开发团队希望承影能在国内树立一个开源生态示范,召集、建立起开放的上下游生态,建设积极旺盛的人才培养环境,使部分国内GPU设计公司核心技术摆脱海外IP授权,打破行业垄断。

(内容节选自集微网)