SiFive的全新P550是世界上最快的RISCVCPU之一

今天，RISC-V CPU 设计公司 SiFive 推出了一个具有两个核心设计的新处理器系列：P270(具有 Linux 功能的 CPU，完全支持 RISC-V 的矢量扩展 1.0 候选版本)和 P550(性能最高的 RISC-V CPU迄今为止)。

RISC-V 概览

对于那些不熟悉 RISC-V 的人来说，它是一种相对较新的 CPU 架构，它利用了精简指令集计算机 (RISC) 原理。RISC-V是一个开放的标准专门设计的前瞻性和回避尽可能多的遗产克鲁夫特成为可能。这种设计的一个例子是 RISC-V 的动态宽度向量指令集，它允许开发人员以最高效率对任意大小的数据执行向量指令。

在传统的处理器设计中，向量指令具有与处理器硬件寄存器大小相关的固定宽度——例如，SSE 和 SSE2 允许使用 Pentium III 的 128 位寄存器，同时充分利用 i7-4770 的 256 位寄存器。位寄存器需要完全独立的指令集 (AVX2) 用于相同的数学运算。升级到 i7-1065G7 的 512 位寄存器需要另一个指令集 AVX-512——同样，用于相同的底层数学运算。

形成鲜明对比的是，RISC-V 向量数学允许一组 CPU 指令尽可能高效地执行相同的一组数学运算，使用当前 CPU 设计可用的任何大小的寄存器。这意味着开发人员只需编写一个例程，即可在具有 64 位寄存器的手机或具有 1,024 位寄存器的超级计算机上尽可能高效地处理向量运算。

除了 RISC-V 规范中内置的前瞻性功能外，该架构还旨在提供其设计人员事先没有或无法想到的灵活性。通用 RISC-V 设计具有保留的操作码，然后特定 RISC-V CPU 的设计者可以接管这些操作码以提供额外的任意功能。

“接管”保留操作码的能力允许极大地简化 ASIC 设计，因为专用指令和通用控制器功能都可以在单个芯片上提供 - 并且 CPU 架构师无需重新发明任何轮子来提供通用控制器功能。

目前，RISC-V 在通用处理器领域并不是 Arm 或 x86 的重要竞争对手，但它在微控制器领域被大量使用，部分原因是它的可扩展性和廉价的许可。我们确实普遍预计 RISC-V 将成为通用 CPU 的第三大玩家——这种为手机、平板电脑和传统计算机提供“主脑”的 CPU——但这还需要几年的时间。

SiFive Performance 系列有哪些新特性?

今天宣布的两款新设计是 P270 和 P550。P270 是 SiFive 的第一个完全支持可选的 RISC-V矢量扩展1.0 候选版本的 CPU ，而 P550 是 SiFive 迄今为止性能最高的 RISC-V 处理器——据我们所知，它也是性能最高的 RISC-V处理器可用。

P270 和“V”1.0-rc1

正如您对“候选版本”骑手所期望的那样，RISC-V 的“V”可选指令集还不是一个冻结的标准。当 V 规范达到 1.0 时——没有“发布候选”骑手——它将被认为足够稳定以冻结功能集。这将允许开发人员开始将其用于工具链、功能模拟器等的长期项目，并在一定程度上确定开发人员编写的代码将“适用于”未来的 CPU 设计。

值得注意的是，即使删除了候选版本标签，V 指令的 1.0 版本仍将被视为准备好接受公众批准。V 的第一个真正的生产版本将是 2.0，这是一个在公众批准被认为完整后授予的版本号，不需要重大的功能更改。

SiFive 还提供了一个名为 Recode 的转换实用程序，它可以自动将传统 SIMD 代码转换为 V-spec 矢量程序集。

P550高性能

P270 和 P550 都是支持 Linux 的设计，但 P270 仅限于只有 8 个阶段的双问题、有序流水线。虽然 P270 的完整 V 扩展支持应该使其成为严重依赖矢量数学的应用程序的强大处理器，但对于更接近当前由通用 CPU 处理的应用程序，P550 应该证明更强大。

SiFive 的新型 Performance P550 内核具有 13 级、三重问题、无序流水线。SiFive 声称，基于 P550 的四核 CPU 与单个 Arm Cortex-A75 占用的芯片面积大致相同，与竞争对手的 Arm 设计相比具有显着的性能优势。SiFive 表示，根据内部工程测试结果，P550 每 GHz 提供 8.65 SPECInt 2006——与Cortex-A75相比，这是一个值得称赞的结果 (与 i9-10900K 的 11.08/GHz 相差不远)。但它远远落后于 Apple A14 的 21.1/GHz。

英特尔采用 P550 用于其 Horse Creek 平台

首先，我们需要明确一件事——我们几乎肯定 不是在谈论英特尔为 RISC-V 放弃 x86_64 架构!来自 Intel 和 AMD 的现代 x86_64 CPU 包括管理和监控内核，最终用户无法直接访问这些内核。这些通常是 Arm CPU 内核;例如，AMD 的第一批 APU 使用 Cortex-A5 作为其平台安全处理器。

英特尔和 SiFive的联合声明还不清楚 Horse Creek 将是什么。英特尔通常为插槽式平台而不是一体式片上系统 (SoC) 板保留“Creek”名称。这表明，P550 很可能仅限于 x86_64 Horse Creek CPU 内的监督或管理职责，而不是直接处理来自该平台上运行的软件的指令。

Anandtech 的 Ian Cuttress 指出 ，将 P550 直接构建到 Horse Creek 中——它将建立在英特尔最新的 7nm 工艺节点上——可能会为英特尔提供更简单的测试和更快速的新 7nm 工艺本身的开发。