Звезда среди разработчиков процессоров, связанная со знаменитыми архитектурами Apple и AMD, теперь может работать над революцией RISC-V.
Процессоры RISC-V все еще находятся на пути к чему-то большему, чем сектор встраиваемых систем, но с текущим развитием вокруг ARM они могут быть ближе, чем кажется. Однако, похоже, они могли бы войти и в сегмент самых мощных процессоров, который принадлежит Intel и AMD, тогда как ARM (за исключением Apple) пока пытается на это. Tenstorrent под руководством Джима Келлера сейчас разрабатывает процессоры, которые могут быть такими же мощными, как у Apple.
О Джиме Келлере много написано не только здесь. Инженер и руководитель с большим послужным списком, он был одним из тех, кто помог AMD перейти от Bulldozer к Zen, прежде чем перейти к Tesla и (к их большому разочарованию) к Intel. Однако в Intel он задержался недолго, а затем в 2020 году появился в стартапе Tenstorrent. Он стал ее начальником в январе этого года, так что, похоже, на этот раз он не планирует оставаться только на типичные для него два-три года, а хочет работать в этой компании подольше.
Tenstorrent переключился с AI на CPU
Tenstorrent начинал с ускорителей ИИ, но теперь похоже, что он нацелен и на процессоры с архитектурой RISC-V. А учитывая, что Келлер (а также другие важные игроки) участвовал в чрезвычайно успешных архитектурах, таких как процессоры AMD K8, Zen или Apple, это может оказаться интересным.
Tenstorrent объявил, что работает над мощными процессорами с набором инструкций RISC-V, которые будут иметь собственную архитектуру под названием Ascalon и конкурировать с x86 и ARM в серверах. Архитектура Ascalon будет представлять собой очень широкое внеочередное ядро, что обещает высокий IPC. Таким образом, он следует тому же пути, что и архитектуры Apple, успешные в мобильных SoC и процессорах M1/M2.
Tenstorrent на самом деле разрабатывает несколько разных ядер, основанных на одном и том же фундаменте. Эти ядра различаются размерами, сложностью и, конечно же, производительностью, в соответствии с которой они подходят для разных целей. Самая слабая версия имеет 2-разрядное декодирование инструкций, затем идут версии 3-разрядные, 4-разрядные, 6-разрядные (архитектура Alastor) и, наконец, 8-разрядное ядро Ascalon с возможностью обработки восьми инструкций за такт. Хотя компания в основном говорит об использовании в серверах, согласно слайдам, ядро Ascalon также может использоваться в процессорах для высокопроизводительных вычислений и ноутбуков.
Ascalon имеет, как уже упоминалось, 8 декодеров инструкций, поэтому он может обрабатывать восемь инструкций RISC-V за такт, что столько же, сколько в нынешних больших ядрах Apple. Серверная часть с вычислительными блоками будет такой же широкой. Ascalon имеет шесть целых блоков ALU и два блока вычисления ветвей. Лишь чуть слабее load/store для чтения из памяти и записи, где будет три конвейера (поэтому они могут обрабатывать комбинацию из трех операций чтения или записи за такт, точное распределение блоков загрузки и сохранения неизвестно).
Затем ядро имеет два блока FPU для вычислений с данными с плавающей запятой, которые также служат в качестве векторных блоков (SIMD). Ядро имеет 64-битную архитектуру RV64ACDHFMV, поэтому оно поддерживает расширение векторных инструкций, появление которого в архитектуре RISC-V давно назрело, а также виртуализацию.
Два SIMD-блока ядра Ascalon имеют разрядность 256 бит (как и AVX/AVX-512), поэтому теоретически они могут быть равны четырем 128-битным блокам в Apple по вычислительной пропускной способности полностью оптимизированного кода, но решение является более гибким и, вероятно, будет иметь преимущество на практике. Но это все еще не такая высокая производительность SIMD, как это позволяют лучшие современные архитектуры x86.
Ядро должно иметь продвинутые предсказатели ветвлений, такие как TAGE (они необходимы для мощных процессоров), но посмотрим, удастся ли компании приблизиться к лидерам с многолетним опытом в этом. Мы пока не знаем всех параметров кеша, но L1 для данных, вероятно, будет иметь очень большую емкость (128 КБ, 8-сторонняя ассоциативность), как у Apple. Выборка из кеша инструкций должна быть 32 байта за такт, естественно процессор сможет выполнять различные предвыборки.
По данным Tenstorrent, единицы загрузки/хранения будут иметь глубокие очереди, но значения не разглашаются. Мы также не знаем, насколько глубоким будет буфер переупорядочивания, но мы, вероятно, можем ожидать, что для архитектуры с такой амбициозной «шириной» он также может быть очень глубоким (у процессоров Apple около 600 инструкций), что затем позволяют достичь очень высокого IPC. Судя по емкости или ширине кэша L1, Tenstorrent, похоже, намерен следовать тому же рецепту. Наоборот, нет упоминания о возможностях SMT.
Абсолютная производительность этого ядра будет зависеть от того, насколько высокие частоты могут быть достигнуты, поскольку одного IPC недостаточно. Это может быть невозможно в первом поколении, но другие могут постепенно увеличивать тактовую частоту. Судя по всему, у Tenstorrent есть амбиции действительно конкурировать с самыми мощными процессорами, доступными на сегодняшний день, в то время как относительно более низкие тактовые частоты (около 3 ГГц) могут быть достаточны для серверов, поскольку в высоких однопоточных бустах такой потребности нет.
В отряде есть ветераны, теперь даже Раджа Кодури
Со стартапами всегда есть значительная вероятность того, что большие планы не удастся реализовать, но у Tenstorrent, вероятно, есть неплохая основа — он действует уже некоторое время, и, помимо Джима Келлера, другие руководители очень опытны. . Главным архитектором Ascalon является Вей-Хан Лиен, который прошел через NexGen, производителя x86, который был куплен AMD и от которого пришла архитектура K6, затем самой AMD, затем с Келлером через PA-Semi и Apple, где он работал. на чипах А6, А7 и может даже М1.
В то же время к Tenstorrent недавно присоединилось еще одно имя, которое вы знаете: Раджа Кодури, который только что закончил работу в Intel. По его словам, он готовит собственную деятельность в области использования ИИ для графики компьютерных игр, но при этом он также теперь стал одним из членов совета директоров Tenstorrent. Однако это не штатная должность, на которой он будет работать непосредственно над продуктами, и не работа на полную ставку.
Совет: оставить или уволить Раджи Кодури? Основатель, лицо и двигатель стремления Intel к дискретным графическим процессорам подходит к концу
Ядра Tenstorrent должны быть лицензируемыми, поэтому, по крайней мере, меньшие версии могут использоваться во встроенных и клиентских процессорах других компаний в качестве конкурента ядрам, например, от SiFive, а также ряда других компаний, разрабатывающих архитектуры RISC-V. Tenstorrent, возможно, мог бы стать ведущим драйвером этой архитектуры, но посмотрим.
Источники: Оборудование Тома (1, 2)