一个独特设计的RISC-V处理器
2021-10-28
来源:半导体行业观察
随着社会对计算能力需求的不断增长,对更高效处理器的需求也在不断增长。瑞士的一组研究人员设计了一种新的处理器设计,可能有助于满足我们的计算密集型需求。它体积小,计算敏捷——并且恰如其分地命名为 Snitch。
Florian Zaruba是苏黎世瑞士联邦理工学院 (ETH)集成系统实验室的博士后,也是参与创建 Snitch 的研究员,他指出,商业、通用内核的发展趋势依赖于更大、更耗能的处理器。“Snitch 正好相反,”他说。
通常,处理器会尝试即时找到有效的指令顺序,这需要额外的硬件并因此使用更多的功率。但是 Snitch 能够立即执行其大部分基本指令,绕过了对这种额外的、繁重的硬件的需求。
基于这种高效的计算方法,围绕精简的RISC-V芯片架构构建的 Snitch可以在单个时钟周期内执行最基本的指令。同样,它旨在执行更长延迟的指令,而不会停止并等待它们完成。
“与实现高性能的传统处理器相比,这是一个非常紧凑和高性能的设计,”Zaruba 解释说。
Zaruba 和他的同事在10 月 7 日发表在IEEE Transactions on Computers 上的一项研究中描述了他们的设计,并将其与其他基准设计进行了比较。他们发现,带有自定义扩展的单个 Snitch 处理器的能效是研究中分析的其他处理器的两倍。事实证明,当多个处理器并行使用时,Snitch 的能效比其他处理器高 3.5 倍,速度快 6 倍。
值得注意的是,在这个处理器中还有其他硬件组件,例如 GPU,其在计算速度方面也优于标准处理器——但此类壮举往往适用于高度专业化的任务。另一方面,Snitch 的用途要广泛得多,可以在执行各种任务的同时快速有效地执行计算。
另一方面,Zaruba 指出,Snitch 的编程更复杂。不过,他表示,他坚信能源效率将是下一代计算机的首要任务,尽管 Snitch 的编程要求更为复杂,但其能源效率将使其具有吸引力。
研究人员已免费提供Snitch 的硬件设计,并注意到他们已经看到行业联盟(例如Open Hardware Group)对支持商业化工作的兴趣日益浓厚。
展望未来,该团队计划基于 Snitch 构建更大的系统。“虽然我们已经可以在硅片中展示一种非常节能且通用的 8 核 Snitch 集群配置,但在构建可扩展到数千个 Snitch 内核甚至分布在多个小芯片上的计算平台方面还有令人兴奋的机会,”Zaruba 说,并指出他的团队目前正在朝着这个目标努力。