Звучит всё это несколько странно, но заголовок отражает действительность — инженер создал 256-ядерный RISC-V-мегакластер. И он неплохо работает, выполняя поставленные задачи. Автору проекта удалось не всё, но большую часть задуманного он воплотил в реальность.
Что за мегакластер такой?
Для понимания лучше посмотреть сразу видео, в ролике хорошо показано, что сделал инженер. Его ник на YouTube, кстати, bitluni.
Он полностью продемонстрировал процесс планирования, разработки, сборки и тестирования своей системы. Она вышла достаточно сложной, ведь просто взять и сложить вместе ядра не получится, нужна специальная плата и разводка. Вот её созданием он изначально и задался. Сама по себе установка чипов — не такой уж и сложный процесс, гораздо проблемнее было создать нормальную плату и решить вопрос высокого энергопотребления мегакластера.
В ходе работы автор создал сначала 16-битный суперкластер, после чего объединил вместе несколько таких систем, получив мегакластер. Каждый суперкластер состоял из 16 микроконтроллеров CH32V003 RISC-V, соединённых 8-битной шиной. Компоненты содержат свой собственный светодиод, потому что разработчик хотел иметь возможность отображать строку текста.
Чтобы справиться с потенциальными проблемами, возникающими при создании чрезвычайно большой (и энергоёмкой) одиночной печатной платы для мегакластера, Bitluni установил суперкластеры парами на восьми конструкциях «блэйд-кластера». Изобретатель использовал два дополнительных микроконтроллера CH32V203 на каждом блейде, которые служили мостом между каждым суперкластером и основной 8-битной шиной мегакластера.
На видео можно покадрово посмотреть сборку, как Bitluni прикрепляет микроконтроллеры к печатной плате, припаивает разъёмы GPIO и собирает весь мегакластер для тестирования. Все компоненты подключены к основной плате, и поскольку Битлуни первым продемонстрировал мигание светодиодов, он также обнаружил одну из ошибок, допущенных им в конструкции.
Без внутреннего источника синхронизации светодиоды мигают несинхронно. Таким образом, хотя изначально все они срабатывали одновременно, LED быстро потеряли эту синхронность и начали работать беспорядочно. Тем не менее выглядит всё это гипнотически.
В конечном счёте мегакластер Bitluni использовал 256 микроконтроллеров RISC-V с частотой 48 МГц и 17 чипов RISC-V с частотой 144 МГц. В системе 640 контактов GPIO и 256 схем АЦП. Автор описывает общую тактовую частоту процессора 14,7 ГГц как «не столь впечатляющую, но и не слишком низкую».
RISC-V развивается, и очень активно
В конце прошлого года стало известно о том, что несколько крупных компаний, включая Robert Bosch GmbH, Infineon Technologies AG, Nordic Semiconductor ASA, NXP® Semiconductors, Qualcomm Technologies, Inc., основали новую организацию, которая получила название Quintauris GmbH. Она будет заниматься разработкой и внедрением новых технологий, базирующихся на RISC-V, по всему миру.
Кто и зачем решил создать Quintauris ?
Первые новости об этом появились в августе 2023 года. Компании, о которых говорилось выше, приняли решение основать единый центр развития RISC-V-архитектуры. Сделано это для того, чтобы новые технологии были унифицированы, а продукция разных компаний совместима. Кроме того, эксперты партнёров проекта будут помогать друг другу создавать надёжные решения для различных отраслей. Основной фокус сделают на автомобильной индустрии, но в дальнейшем спектр деятельности Quintauris GmbH расширят.
Что касается руководства, то генеральным директором Quintauris был назначен Александр Кохер (Alexander Kocher). Он перешёл в компанию с должности президента и генерального директора Elektrobit — глобального поставщика встроенного и подключаемого программного обеспечения для автомобилестроения. До начала своей работы в Elektrobit в 2011 году Кохер был вице-президентом и генеральным директором подразделения корпорации Wind River.
Все необходимые разрешения со стороны регулирующих органов для формирования Quintauris уже получены.
«Это замечательная возможность для Quintauris и отраслей, которые мы будем обслуживать. Мы внедрим революционные инновации и масштабируемость в разработку аппаратного обеспечения нового поколения с упором на сочетание лучших элементов RISC-V в унифицированном коммерческом предложении. Нам повезло с поддержкой самых состоявшихся игроков полупроводниковой индустрии, которая говорит о наших амбициозных планах в отношении Quintauris как долгосрочного, устойчивого предложения. Мы безусловно верим в силу сотрудничества с сообществом RISC-V и по мере расширения нашей компании мы с нетерпением ожидаем вовлечённости системы, чтобы ускорить разработку и повысить устойчивость всей экосистемы полупроводников», — сказал Александр Кохер, генеральный директор Quintauris.
Инициатор — Qualcomm
Насколько можно понять, автором идеи стала компания Qualcomm, которая около пяти лет использует архитектуру RISC-V в своих микроконтроллерах, а также в чипах для носимых устройств Snapdragon Wear, работающих под управлением платформы Wear OS от Google. Эта же компания активно инвестирует в разработку и производство чипов на базе архитектуры Arm.
В октябре 2023 года стало известно, что Qualcomm разрабатывает процессор на архитектуре RISC-V для носимых устройств на Android. Она планирует сделать этот чип по-настоящему массовой платформой для потребительского рынка.
Кроме Qualcomm и новоявленной компании, сформированной пятью крупными организациями, есть и другие участники RISC-V-направления. Например, SiFive. За прошедшие несколько лет она немало вложила в RISC-V-экосистему, помогая технологии развиваться. SiFive работает вот уже 8 лет, и за это время ей удалось достичь заметных результатов.
В частности, специалисты компании разрабатывают коммерческие решения на базе открытой архитектуры RISC-V, включая вычислительные ядра, процессорные сборки, комплекты разработчика и т. п. Так, например, компания первой стала производить 64-битные чипы на RISC-V с четырьмя ядрами и полноценной поддержкой Linux-дистрибутивов.
Насколько можно судить, RISC-V постепенно становится всё более популярной среди разработчиков. Особенно в Китае — там на базе чипов с такой архитектурой создали уже несколько моделей ноутбуков, игровых приставок и других устройств.