半導(dǎo)體產(chǎn)線搬運(yùn)移位移入-設(shè)備搬遷搬運(yùn)移入定位的亞瑟報(bào)道：RISC-V 是一種于 2010 年‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍推出的免費(fèi)和開源計(jì)算機(jī)指令集架構(gòu)，它的采用正像火箭一樣起飛，其大部分燃料來自對(duì)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的需求。根據(jù)研究公司Semico的數(shù)據(jù)，到 2027 年，至少包含部分 RISC-V 技術(shù)的芯片數(shù)量將以每年 73.6% 的速度增長(zhǎng)，屆時(shí)將生產(chǎn)約 250 億顆 AI 芯片，收入將達(dá)到2910 億美元。‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍ 表示，從幾年前還是一個(gè)新興想法到今天，這一增長(zhǎng)令人印象深刻，但對(duì)于AI來說，這也代表了翻天覆地的變化，他的公司Esperanto Technologies創(chuàng)造了高性能 RISC-V AI處理器，旨在與AI推薦系統(tǒng)中強(qiáng)大的GPU競(jìng)爭(zhēng)的處理器。根據(jù) Ditzel 的說法，在早期對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的狂熱中，人們認(rèn)為通用計(jì)算機(jī)架構(gòu)——x86和Arm——跟不上GPU和更專用的加速器架構(gòu)。‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍開始證明那些人都錯(cuò)了，”他說。“RISC-V似乎是解決人們想為人工智能做的各種計(jì)算的理想基礎(chǔ)。”隨著該公司的‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍硅芯片——1092核AI處理器的發(fā)展，以及與英特爾的一項(xiàng)重大開發(fā)協(xié)議，他可能很快就會(huì)被證明是正確的。‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍的整個(gè)職業(yè)生涯都是由RISC-V背后的理論定義的。RISC，代表精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)。它的理念是，這個(gè)想法是，你可以通過精簡(jiǎn)它可以執(zhí)行的核心指令集來制造一個(gè)更小、功耗更低但性能處理器。IEEE研究員大衛(wèi)·帕特森在1980年的一篇開創(chuàng)性論文中創(chuàng)造了這個(gè)詞。他的學(xué)生Ditzel是合著者。Ditzel后來在貝爾實(shí)驗(yàn)室和太陽微系統(tǒng)公司從事RISC處理器的研究工作，之后又共同創(chuàng)立了Transmeta公司，該公司生產(chǎn)了一種低功耗處理器，旨在通過為RISC架構(gòu)翻譯x86代碼來與英特爾競(jìng)爭(zhēng)。‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍對(duì)于Esperanto，Ditzel將RISC-V視為一種以相對(duì)低功耗加速人工智能的方法。在基本層面上，更復(fù)雜的指令集架構(gòu)意味著需要更多的晶體管來組成處理器，每一個(gè)晶體管在關(guān)閉時(shí)都會(huì)漏出一點(diǎn)電流，而在切換狀態(tài)時(shí)則會(huì)消耗電能。“這就是RISC-V吸引人的地方，”他說。“它有一個(gè)簡(jiǎn)單的指令集。”RISC-V的核心是一組只有47條指令的集合。X86指令的實(shí)際數(shù)量很難枚舉，但它可能接近 1000條。Arm 的指令集被認(rèn)為要小得多，但仍比 RISC-V 大得多。但 Ditzel 表示，僅僅使用一組精簡(jiǎn)指令并不足以實(shí)現(xiàn)Esperanto所追求的計(jì)算能力。“大多數(shù) RISC-V 內(nèi)核都沒有那么小或那么節(jié)能。因此，這不僅僅是我們采用 RISC-V 內(nèi)核并將 1000 個(gè)內(nèi)核放在芯片上的問題。我們完全重新設(shè)計(jì) CPU，以使其適應(yīng)那些非常嚴(yán)格的限制。”在 Ditzel 和他的同事開始工作時(shí)，RISC-V 指令集中明顯缺少有效進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)運(yùn)算所需的“向量”指令，例如矩陣乘法。所以Esperanto工程師想出了他們自己的方法。正如處理器內(nèi)核 ET-Minion 的架構(gòu)所體現(xiàn)的那樣，這些單元包括執(zhí)行 8 位整數(shù)向量以及 32 位和 16 位浮點(diǎn)向量的單元。還有一些單元執(zhí)行更復(fù)雜的“張量”指令，以及與數(shù)據(jù)有效移動(dòng)相關(guān)的系統(tǒng)以及與芯片上 ET-Minion 內(nèi)核的排列相關(guān)的指令。由此產(chǎn)生的系統(tǒng)芯片 ET-SoC-1 由 1088 個(gè) ET-Minion 內(nèi)核和四個(gè)稱為 ET-Maxions 的內(nèi)核組成，它們幫助管理 Minions 的工作。該芯片的 240 億個(gè)晶體管占地 570 平方毫米。這使它的大小約為流行的 AI 加速器Nvidia A100的一半。這兩個(gè)芯片遵循非常不同的理念。ET-SoC-1 旨在加速功率受限的數(shù)據(jù)中心中的 AI，該數(shù)據(jù)中心位于板的核心，適合已安裝的服務(wù)器的外圍組件互連快速 (PCIe) 插槽。這意味著該板只有 120 瓦的可用功率，但它提供每秒至少 100 萬億次操作才有價(jià)值。Esperanto在該功率范圍內(nèi)管理了超過 800 萬億次的能量。‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍ 首席架構(gòu)師Jayesh Iyer 在 12 月的 RISC-V 峰會(huì)上對(duì)技術(shù)專家說，“大多數(shù)人工智能加速器都是圍繞一個(gè)芯片構(gòu)建的，該芯片占用了電路板的大部分電力預(yù)算，Esperanto的方法是使用多個(gè)低功耗芯片，這仍然符合功率預(yù)算。”‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍在執(zhí)行一個(gè)推薦系統(tǒng)基準(zhǔn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，每個(gè)芯片功耗為20W——不到A100的十分之一——電路板上有六個(gè)芯片。這種功率和性能的結(jié)合是通過降低芯片的工作電壓而實(shí)現(xiàn)的，而沒有預(yù)期的性能犧牲。(一般來說，更高的工作電壓意味著你可以更快地運(yùn)行芯片的時(shí)鐘，完成更多的計(jì)算。)在0.75V（ET-SoC-1 制造過程的標(biāo)稱電壓）的額定電壓下，一塊芯片將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電路板的功率預(yù)算。但當(dāng)電壓降至0.4 V左右時(shí)，你可以在120W的芯片上運(yùn)行6個(gè)芯片，與單一的高壓芯片相比，推薦系統(tǒng)性能提升了4倍。在這個(gè)電壓下，ET-Minion的每個(gè)核心僅消耗大約10毫瓦。‌‌半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍表示:“低電壓運(yùn)行是Esperanto ET-minion(核心)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。它為架構(gòu)和電路級(jí)別的決策提供了依據(jù)。例如，RISC-V 整數(shù)指令的內(nèi)核流水線由每個(gè)時(shí)鐘周期數(shù)量的邏輯門組成，從而在降低的電壓下允許更高的時(shí)鐘速率。當(dāng)核心執(zhí)行長(zhǎng)張量計(jì)算時(shí)，該管道將關(guān)閉以節(jié)省能源。