Институт компьютерных технологий китайской академии наук представил проект XiangShan, с 2020 года развивающий высокопроизводительный открытый процессор на базе архитектуры набора команд RISC-V (RV64GC). Наработки проекта открыты под пермиссивной лицензией MulanPSL 2.0.

Проектом опубликовано описание аппаратных блоков на языке Chisel, который транслируется в Verilog, эталонная реализация на базе FPGA и образы для симуляции работы чипа в открытом Verilog-симуляторе Verilator. Также доступны схемы и описания архитектуры (всего более 400 документов и 50 тысяч строк кода), но основная часть документации на китайском языке. В качестве эталонной операционной системы, используемой при тестировании реализации на базе FPGA, применяется Debian GNU/Linux.



XiangShan претендует на звание самого высокопроизводительного чипа RISC-V, превосходящего SiFive P550. В этом месяце планируется завершить тестирование на базе FPGA и выпустить под кодовым именем "Yanqi Lake" 8-ядерный прототип чипа, работающий на частоте 1.3 GHz и произведённый в компании TSMC с использованием техпроцесса 28nm. Чип включает кэш 2МБ, контроллер памяти с поддержкой памяти DDR4 (до 32GB ОЗУ) и интерфейс PCIe-3.0-x4.

Производительность первого чипа в тесте SPEC2006 оценивается в 7/Ghz, что соответствует чипам ARM Cortex-A72 и Cortex-A73. До конца года намечено производство второго прототипа "South Lake" с улучшенной архитектурой, который будет переведён в компании SMIC с техпроцессом 14nm и увеличением частоты до 2 GHz. Ожидается, что производительность второго прототипа в тесте SPEC2006 составит 10/Ghz, что близко к процессорам ARM Cortex-A76 и Intel Core i9-10900K, и превосходит SiFive P550, самый быстрый CPU RISC-V, производительность которого 8.65/Ghz.

Напомним, что RISC-V предоставляет открытую и гибкую систему машинных инструкций, позволяющую создавать микропроцессоры для произвольных областей применения, не требуя при этом отчислений и не налагая условий на использование. RISC-V позволяет создавать полностью открытые SoC и процессоры. В настоящее время на базе спецификации RISC-V разными компаниями и сообществами под различными свободными лицензиями (BSD, MIT, Apache 2.0) развивается несколько десятков вариантов ядер микропроцессоров, SoC и уже производимых чипов. Из операционных систем с качественной поддержкой RISC-V можно отметить Linux (присутствует начиная с выпусков Glibc 2.27, binutils 2.30, gcc 7 и ядра Linux 4.15) и FreeBSD.