SiFive представляет новые разработки RISC-V, включая две модели с поддержкой Linux

[Обновлено: 13 ноября] - SiFive анонсировала новую линейку ядер SiFive Core IP 7 серии на основе RISC-V, включая Linux-совместимый, Cortex-A55, подобный U74, и четырехъядерный U74-MC, вариант, который добавляет MCU в режиме реального времени, чувствительность к задержке.

SiFive выпустила второе поколение чипов, использующих архитектуру RISC-V с открытым исходным кодом, в том числе две новые модели U7 с поддержкой Linux.
Все ядра серии IP 7 «предлагают эффективную производительность и оптимизированное энергопотребление, подходящие для поддержки умных разгрузок рабочих нагрузок центров обработки данных, а также нагрузок крайних энергоэффективных периферийных устройств», - говорит SiFive.

Новые конструкции процессора IP 7 включают в себя:

  • U74 - готов к Linux, похож на Cortex-A55, 2,5 DMIPS, одноядерный с 128 КБ L2
  • U74-MC - готовый для Linux, Cortex-A55-подобный, 2.5 DMIPS, четырехъядерный процессор с 2 МБ микросхемой L2 и S7 для мониторинга в реальном времени
  • E76 - Cortex-M7 как, 2.3 DMIPS, одноядерный
  • E76-MC - как Cortex-M7, 2,3 DMIPS, четырехъядерный с 2 ​​МБ L2
  • S76 - Cortex-R8, 2,5 DMIP, одноядерный
  • S76MC - как Cortex-R8, 2,5 DMIP, четырехъядерный с 2 ​​МБ L2

Чипы IP 7 обеспечивают 64-разрядную адресацию памяти для процессоров реального времени и «кластерную комбинацию процессоров реального времени и процессоров приложений», говорит компания.
Семейство IP 7 поддерживает 8 + 1 ядер на кластер, включая гетерогенное микширование всех четырех серий IP-процессоров в кластеры до восьми процессоров.


Блок-схемы SiFive U74 (слева) и U74-MV

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

По словам SiFive, серия IP 7 обеспечивает расширенный детерминизм для жестких ограничений в реальном времени, а также обеспечивает функциональную безопасность благодаря различным механизмам отказоустойчивости.
Чипы используют 8-ступенчатый конвейер заказов, «который вводит микроархитектурные функции для предотвращения атак по побочным каналам, которые обеспечивают надежную реализацию защищенного процессора», - говорится в сообщении компании.

Как и чипы RISC-V, проекты с открытым исходным кодом и настраиваемые.
В отличие от Arm и x86, RISC-V специально разработан для новейших технологий и приложений и не обременен устаревшим кодом.


HiFive Unleashed

Корпуса SiFive Cortex-A55, подобные U7, соответствуют аналогичным Linux-совместимым 64-битным ядрам серии U5, которые используются в Freedom U540 - четырехъядерном процессоре RISC-V 1,5 ГГц.
U540 поддерживает открытую спецификацию SiFive HiFive Unleashed SBC.
SiFive U540 был не только первым Linux-готовым чипом RISC-V, но и первым многоядерным SoC с открытым исходным кодом RISC-V ISA.
Другой поддерживаемый Linux чип RISC-V - это чип Shakti , который частично финансируется правительством Индии.

Внутри U74 и U74-MC

Готовые к Linux U74 и U74-MC предоставляют «гибко настраиваемую архитектуру памяти для индивидуальной настройки домена», - говорит SiFive.
Более продвинутая четырехъядерная модель U74-MC добавляет одно из новых ядер S7 MCU в качестве пятого ядра монитора для обеспечения приложений, чувствительных к задержке, в режиме реального времени, таких как «обработка основной полосы 5G, хранилище корпоративного класса для данных FAST или BIG и многорежимный датчик слияния для приложений AR / VR / SLAM ».

Совместимые с Linux U74 и U74-MC обеспечивают производительность 2,5 DMIPS / МГц и 4,9 CoreMark / МГц, что соответствует SiFive ядрам Arm Cortex-55 .
Чипы серии U7 обеспечивают 32 КБ / 32 КБ кэши L1, поддержку виртуальной памяти Sv39 и защиту физической памяти в 8 регионах (PMP).

Для сравнения, Cortex-A55 не имеет встроенного PMP и, в отличие от чипов U7, предлагает поддержку 16-битных команд только в 32-битном режиме AArch32 T32.
Кроме того, карта памяти настраивается с помощью конструкций U7, а не фиксируется на -A55, говорит SiFive.

Основное различие между U74 и U74-MC состоит в том, что версия MC является четырехъядерной, а не одноядерной.
Он также добавляет в качестве ядра монитора чип S7 типа Cortex-R8 и обеспечивает гораздо больший кэш L2 (2 МБ против 128 КБ).
Кроме того, U74-MC добавляет превосходные возможности в режиме реального времени, включая возможность конфигурировать кэш L2 и кэш команд L1 для настройки в высокоскоростные детерминированные SRAM.

Набор команд U74-MC также отличается тем, что он имеет RV64IMAC, в то время как U74 перечисляет только «режим S + U + M». Хотя только на странице U74-MC упоминается отладка с трассировкой команд, и только на страницах U74 перечислены CLIC и PLIC. функции таймера и прерывания, обе блок-схемы указывают на поддержку всех этих функций.
Контроллер прерываний, который предварительно встроен в U74, указан как дополнительный на U74-MC.
Для сравнения: это отдельно лицензируемый IP на Cortex-A55.

Конструкции микроконтроллеров E7 и S7

Микросхемы U7 объединены двумя MCU-подобными конструкциями IP 7 Series.
32-разрядная серия E7 - E76 и E76-MC - сравнивается с Cortex-M7.
64-битная серия S7, в которую входят S76 и S76-MC, сравнивается с Cortex-R8.
Микроконтроллеры E7 и S7 поддерживают встроенные операционные системы в режиме реального времени и «голое железо»


Блок-схемы E76-MC (слева) и S76-MC

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Как и в случае чипов U7, модели E7 и S7 доступны в четырехъядерных версиях MC, которые обеспечивают дополнительные 2 МБ L2.
Для сравнения, Cortex-M7 и Cortex-R8 не имеют встроенного L2, а Cortex-M7 не поддерживает многоядерные системы.
В отличие от Cortex-R8, E7 и S7 поддерживают гетерогенные комбинации с процессорами приложений, готовыми для Linux (U7 и Cortex-A соответственно).

Модели E7 и S7 имеют преимущество перед конкурентами Cortex в предоставлении настраиваемого, а не фиксированного отображения памяти.
Кроме того, E7 предлагает 8-ступенчатую, а не 6-ступенчатую конвейерную глубину Cortex-M7, а S7 64-разрядная по сравнению с 32-разрядной для Cortex-R8.

Модели E7 и S7 соответствуют более раннему, 320 МГц, микропроцессору FE310 от SiFive, основанному на оригинальной конструкции Freedom E300.
SoC FE310 появился в прошлом году в виде готового комплекта HiFive1 для Arduino и платы Arduino Cinque с поддержкой беспроводной связи.

Дальнейшая информация

Ядро SiFive Core IP 7 Series, кажется, доступно уже сейчас.
Дополнительную информацию можно найти на странице продукта SiFive , которая включает в себя отдельные страницы с описанием IP 7 IP-конструкций, а также с более старыми процессорами.