fr.wedoany.com Rapport : Le 10 juillet, la société chinoise Shanghai Lingrui Zhixin Computing Technology Co., Ltd. a dévoilé son nouveau plan de développement de processeurs, visant à faire progresser le tape-out du cœur CPU RISC-V haute performance P100, la validation de la puce et le développement de CPU pour agents intelligents, tout en continuant à perfectionner l’architecture de calcul fusionné natif pour l’IA. Les travaux de R&D couvrent les cœurs CPU, les chiplets, les processeurs spécialisés par domaine et l’adaptation des logiciels système, avec des applications cibles incluant les centres de données d’IA, le cloud computing, l’edge computing, l’intelligence incarnée et la conduite autonome.
Le P100 est un cœur CPU RISC-V haute performance développé par Lingrui Zhixin pour les serveurs et les tâches de calcul à forte concurrence. Ce cœur utilise un pipeline superscalaire hors-ordre extrêmement profond et large, capable de planifier plusieurs instructions simultanément et d’ajuster l’ordre d’exécution en fonction des dépendances entre instructions, réduisant ainsi les cycles d’inactivité du processeur dus à l’attente de données. Le P100 prend également en charge la technologie de multithreading simultané dynamique, permettant à un seul cœur CPU d’exécuter jusqu’à 4 threads matériels et de basculer entre différents modes de thread en fonction de la charge de travail. Lorsque plusieurs threads s’exécutent simultanément, le processeur peut envoyer des instructions provenant de différentes tâches vers des unités d’exécution inactives, améliorant ainsi l’utilisation des ressources de calcul internes du cœur.
Les performances actuellement annoncées pour le P100 sont de plus de 20/GHz en score monocœur SPECint2006. Cette valeur mesure les performances de calcul en nombres entiers et est normalisée en fonction de la fréquence de fonctionnement, mais la fréquence de fonctionnement finale, le nombre de cœurs, la capacité du cache et le procédé de fabrication de la puce P100 n’ont pas encore été divulgués.
Le P100 intègre également une conception de fiabilité, disponibilité et maintenabilité (RAS) de niveau serveur, incluant la détection d’erreurs, l’isolation des erreurs et la récupération des cœurs. En cas d’erreur de calcul locale, d’anomalie de cache ou de défaillance partielle d’une unité d’exécution à l’intérieur du processeur, le mécanisme RAS doit identifier l’emplacement de la panne, empêcher la propagation des données erronées vers d’autres modules et maintenir autant que possible le fonctionnement des autres cœurs et threads. Les processeurs de centre de données doivent généralement fonctionner en continu pendant de longues périodes, et une panne temporaire d’un nœud de calcul individuel peut affecter l’inférence de modèles en cours, les bases de données et les services cloud. Par conséquent, en plus des performances de calcul, le cœur doit être équipé de liaisons de contrôle pour la vérification machine, le rapport d’erreurs et la récupération. Lingrui Zhixin a déjà fait fonctionner le système d’exploitation Linux sur des plateformes prototypes FPGA et des plateformes de simulation matérielle. Les travaux de R&D actuels passeront de la validation fonctionnelle du cœur à la mise en œuvre de la puce physique.
Avant le tape-out, l’équipe de R&D doit finaliser la conception logique, la validation fonctionnelle, la convergence temporelle, l’analyse de la consommation électrique, le placement physique et la vérification de la fabricabilité. Le P100 prend en charge l’exécution hors-ordre et le parallélisme à 4 threads. Le planificateur d’instructions, l’unité de renommage des registres, les ports d’exécution et le système de cache du cœur doivent gérer simultanément davantage d’instructions en transit, ce qui augmente également l’ampleur de la validation. Une fois la conception passée à la fabrication des wafers, l’équipe devra effectuer des tests de démarrage, des tests de conformité du jeu d’instructions, l’adaptation du système d’exploitation, des tests de performance et une validation de stabilité à long terme sur les échantillons, afin de confirmer que les fonctionnalités des environnements FPGA et de simulation fonctionnent correctement sur le silicium réel.
Les produits processeurs basés sur le P100 ne se limitent pas à la livraison d’un seul cœur CPU. Lingrui Zhixin développera également des chiplets et des processeurs spécialisés par domaine autour de ce cœur, combinant le cœur de calcul général avec des accélérateurs d’IA, le transport de données, le contrôle d’interface et des modules de sécurité. La solution de chiplet permet de concevoir et de fabriquer différents modules fonctionnels séparément, puis de les intégrer dans un même système processeur via une interconnexion haute vitesse. Les clients peuvent également intégrer le cœur P100 dans différents types de systèmes sur puce (SoC) via des licences IP, un développement conjoint ou un développement personnalisé. Cette feuille de route technologique nécessite le développement simultané de compilateurs, de firmware, du support du noyau Linux, de pilotes et d’outils d’optimisation des performances, afin d’éviter que la puce ne puisse pas être utilisée dans des systèmes métier réels en raison d’une adaptation logicielle insuffisante une fois terminée.
L’architecture de calcul fusionné natif pour l’IA constitue une autre partie de cette phase de R&D. En plus d’exécuter de grands modèles, les systèmes d’agents intelligents doivent fréquemment effectuer la décomposition de tâches, l’appel d’outils, la lecture de données, le contrôle de flux et l’exécution concurrente de plusieurs programmes. Ces opérations génèrent des interactions continues entre le CPU, les accélérateurs d’IA, la mémoire et les périphériques d’entrée/sortie. Lingrui Zhixin prévoit de gérer la synergie entre le calcul général et les tâches d’IA au niveau de la microarchitecture, permettant au CPU non seulement d’assurer la gestion du système, mais aussi de participer à l’ordonnancement des tâches des agents, au prétraitement des données et aux opérations de calcul intensif de contrôle.
Le financement de cette phase de R&D provient de la nouvelle levée de fonds de plusieurs centaines de millions de yuans réalisée par Lingrui Zhixin, avec la participation d’institutions telles que China Zhangjiang Hi-Tech, China CAS Star, China Oriental Fortune Capital, China Chengwei Capital, China Shixi Capital et China Biren Technology. Les fonds seront principalement alloués au tape-out et à la validation du P100, au développement du CPU pour agents intelligents, à la R&D de l’architecture de calcul fusionné et à l’expansion de l’équipe technique. Le montant exact du financement et les proportions de participation de chaque partie n’ont pas été divulgués.
Actuellement, le P100 a terminé la validation de fonctionnement sur FPGA et plateformes de simulation. La prochaine étape consistera en le tape-out et les tests post-silicium. Le nombre de cœurs de processeur basés sur le P100, le schéma d’encapsulation de la puce, le calendrier du premier tape-out, le procédé de fabrication des wafers et les jalons de production de masse n’ont pas encore été divulgués.
