RISC-V用に開発中の無料のオープンソースGPU

オープンソースGPUの時代が間もなくやってくるかもしれません。 RISC-Vアーキテクチャにより、中小企業はロイヤルティを支払うことなく専用のプロセッサとマイクロコントローラを開発できます。 RISC-Vベースのシステムオンチップ（SoC）用の無料および商用のIPビルディングブロックは多数ありますが、ポートフォリオにはグラフィックオプションがありません。愛好家たちがRISC-Vアーキテクチャに基づくオープンソースGPUの開発を開始したため、数年以内に変わります。

現時点では、AMD、Arm、Imagination、およびNvidiaと近い将来に競合する予定はありません。代わりに、グループは、単純なマイクロコントローラーから、レイトレーシング、機械学習、カスタムハードウェア拡張機能を備えたコンピュータービジョンアプリケーションを対応する高度なGPUまで拡張できる、スケーラブルな融合CPU-GPUISAの開発を計画しています。

高レベルでは、RV64Xで設計されたGPUは、基本ベクトル命令セットに基づいて構築された新しい命令を対応する基本的なRV32IまたはRV64Iコアを使用します。当初はRV32Iコアを使用しますが、最終的にはRV64Iコアに置き換わります。CPU、GPU、およびVPUに使用できるカスタムのプログラム可能性と拡張性を備えたエリア効率の高い設計を作成することを目的としているためです。Jon PeddieはEEタイムズでそう書いてあります。

グラフィックスを適切に処理するために、基本的なRISC-Vコアは、スカラー(8、16、24、32ビット固定およびフロート、ベクトル(RV32-V)、行列(2x2、3x3、4x4)などのスカラー、ベクトル/数学命令、ピクセル/テクスチャ命令、フレームバッファ命令、特別なレジスタセット(設定可能な136ビットベクトルレジスタを特徴とする)、およびいくつかのグラフィックスに特化した命令を含む、新しいグラフィックスおよび機械学習に特化したRV32Xデータ型を対応します。当初、グラフィックスコアはVulkan APIを対応しますが、グループはDirectX (シェーダモデル5)とOpenGL/ESに準拠したものにしようと努力しています。

RV64Xグループによると、グラフィックプロセッサはマイクロコードで標準のグラフィックパイプラインを実装しますが、カスタムラスターライザー（スプライン、サブディビジョンサーフェス、パッチ）とカスタムパイプラインステージを追加して、市販のGPUデザインで対応されていない機能をサポートすることもできます。

このグループは、ハードウェアテクスチャユニット（つまり、Larrabeeのレッスンが学習された）、特殊機能ユニット、32KB L1キャッシュ、8K uCode SRAMキャッシュ、および4つの32ビットDSP / ALUを備えたRV32Xリファレンス実装を提案します。FP32およびINT32データを処理し、HardwareLuxxを報告します。リファレンスデザインは、FPGAを使用して実装される可能性があります。

RV64Xプロジェクトは開発の初期段階にあり、仕様が完成してハードウェアの実装が出現するまでに少なくとも2、3年かかると、Jon Peddie Researchの社長であるJon Peddieは考えています。実際、仕様でさえ、利害関係者やコミュニティの意見に基づいて変更される可能性があるため、パフォーマンスやその他の問題について議論するには時期尚早です。

64ビットユニバーサルISAの開発を計画していることからRV64Xと名乗るこのグループは、PixilicaのAtif Zafar、GOWIN SemiconductorのGrant Jennings、CHIPS AllianceとWestern DigitalのTed Marenaが率いています。

当初、RV64Xで設計されたグラフィックスコントローラーは、コストの問題から非常に小さなユニットを必要とする非常に単純なマイクロコントローラーに使用されます。しかし、設計が進化するにつれて、その次世代は、最初の実装から何年も何世代にもわたって、より要求の厳しいアプリケーションに対応できるようになります。