С 10 по 14 апреля 2025 года прошел первый онлайн RISC-V хакатон, организованный Ассоциацией RISC-V. Участникам на выбор давались 2 задачи. Одна задача от Codasip -доработать программу и кастомный процессор для вычисления LLM трансформера. Другая от Andes - улучшить вычисление функции softmax. Для демонстрации работы векторного расширения RISC-V задача с softmax мне показалась более подходящей.

Интересно было изучить, как в процессорах реализуется вычисление нелинейных функций, как например экспоненциальная функция, нужная для softmax.

Многие современные вычислительные задачи, в частности повсеместная обработка изображений и звука или работа с матрицами для ИИ, хорошо поддаются параллелизации на уровне данных.  Чтобы ускорить такие вычисления, производители процессоров добавили в архитектуры специальные SIMD инструкции, которые позволяют работать за одну инструкцию сразу с несколькими элементами.

В процессорах архитектуры x86 SIMD инструкции добавляются по принципу ad hoc. Из-за такого подхода, легаси и требований обратной совместимости в x86 накопилось много проблем.

Архитектура RISC-V относительно молодая, и при её разработке учтён прошлый опыт. В основе подхода к SIMD в RISC-V заложили идею чистого векторного процессора.

В этой статье рассмотрим основные принципы работы векторного процессора и базовые векторные операции с памятью и арифметикой.

Во время работы в ASIC дизайн центре я потратил немало времени на отладку ошибок и падений ядра, просматривая временные диаграммы на шинах AXI от процессора к памяти. Иногда оказывалось, что адрес чтения из памяти оказывался 0x00000000 - классический случай разыменования нулевого указателя в C. На системах с ОС это приводит к известному всем C программистам segfault-у. И в bare metal системах разыменование NULL может приводить к интересным ситуациям. В этой статье рассмотрим, что происходит при разыменовании NULL, используя для пример open source RISC-V ядро scr1 и open source инструмент симуляции RTL Verilator.

Wilhelm Röntgen discovered X-ray November 8th 1895, when he did experiments with cathode rays in a vacuum tube. To capture and save images of the shadows from the X-rays, he used ordinary photoplates. Fortunately, sensitive to visible light silver based photoemulsions turned out to be sensitive to the X-ray too. These photoplates became the first X-ray detectors.

More than 100 years of scientific progress led to the creation of a number of various detectors for recording X-ray images. Developments of the microelectronics and semiconductor manufacturing technologies are crucial for development of the modern X-ray detectors. These detectors can transform the energy of the X-ray photon directly to the electrical signal. They allow capturing detailed, digital, high-resolution X-ray images.

Digital images are easy to work with. For example one can merge multiple macro images into an image of the whole object and represent monochrome images in false colors like Simon Procz did with this X-ray image of a flower he did in 2012.

Вильгельм Рентген открыл рентгеновское излучение 8 ноября 1895 года, когда проводил эксперименты с катодными лучами в вакуумной трубке. Чтобы записать и сохранить изображения теней от рентгеновского излучения, Рентген воспользовался простыми фотопластинами. К его счастью, чувствительные к видимому свету фотоэмульсии на основе соединений серебра, оказались также чувствительны и к рентгеновскому излучению. Эти фотопластины стали первыми детекторами рентгеновского излучения.

За более чем 100 лет научно-технического прогресса для записи рентгеновских изображений было изобретено множество различных типов детекторов. Благодаря развитию микроэлектроники и технологий работы с полупроводниками современные рентгеновские детекторы преобразуют энергию рентгеновского излучения напрямую в электрический сигнал. С помощью таких детекторов можно получать цифровые снимки в рентгеновском диапазоне с высоким разрешением, контрастом и детализацией. 

The director Denis Villeneuve and cinematographer Greig Fraser in their Dune: Part Two movie made a curious decision to film the scenes on the surface of the Giedi Prime planet in the infrared spectrum. It turned out to have interesting aesthetics and there are some interesting related physics to discuss and speculate about how realistic the look of it is.

Режиссер Дени Вильнёв и оператор Грег Фрейзер в фильме Дюна: Часть Вторая приняли любопытное кинематографическое решение и сняли сцены на планете Гьеди Прайм в инфракрасном спектре. Кроме выдающегося визуального ряда это дает повод обсудить связанные интересные физические явления.

Я расскажу о многоядерной медицинской магниторезонансной томографии – одном из многих направлений развития МРТ. Коснусь особенностей метода, необходимых технических решениях, применении и перспективах.

Для начала небольшой экскурс в основы МРТ.