【RISC-V】站在巨人的肩膀上——看开源芯片、软件生态、与先进计算/人工智能/安全的结合

2024年5月19日,雁栖青年论坛 RISC-V生态专题论坛。
站得高,才能看得远,学习前沿知识,用于今后职业发展的方向指导。
在这里插入图片描述

会议议程

在这里插入图片描述

前言

开源处理器芯片的机遇与挑战,孙凝晖,中国工程院院士

b站视频传送门:开源处理器芯片的机遇与挑战,孙凝晖,中国工程院院士

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 大模型训练、数据中心(万亿参数)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

RISC-V原生基础软件栈,武延军,中国科学院软件研究所

b站视频传送门:RISC-V原生基础软件栈,武延军,中国科学院软件研究所

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

RISC-V推动新型架构创新,孟建熠,浙江大学

RISC-V推动新型架构创新,孟建熠,浙江大学

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

专题一:开源芯片

开源高性能 RISC-V 处理器核香山开发实践,包云岗,香山团队

开源高性能 RISC-V 处理器核香山开发实践,包云岗,香山团队

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

RISC-V敏捷设计与验证,张旭,英特尔中国研究院

b站视频传送门:张旭 RISC-V敏捷开发实验室总监(RADL)英特尔中国研究院首席工程师
内容来自RADL团队任永青,高一川,徐刚,李孟明,程宏

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 参数化

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

专题二:RISC-V软件生态

编译在新型应用发展下的潜力,崔慧敏,中国科学院计算技术研究所

b站视频传送门:编译在新型应用发展下的潜力,崔慧敏,研究员(中国科学院计算技术研究所)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • TD芯片定义:(GPT4o生成,请注意甄别)

在芯片设计中,TD 文件通常指的是 “Timing Definition” 文件或 “Timing Data” 文件。这些文件在芯片设计和验证过程中起着关键作用。以下是一些有关 TD 文件的详细解释:

  1. 什么是 TD 文件?
    TD 文件包含关于芯片设计中的时序约束和规范的信息。这些文件用于定义和管理设计中的时序关系,确保芯片在给定的工作频率下能够可靠运行。它们可以包括各种时序约束,如时钟周期、输入输出延迟、路径延迟等。
  2. TD 文件的作用
  • 时序约束:定义芯片中不同模块之间的时序关系,确保信号在正确的时间到达目的地。
  • 时钟定义:指定时钟信号的频率、周期和相位关系。
  • 延迟约束:设置输入输出延迟和路径延迟,确保数据传输在指定时间内完成。
  • 静态时序分析:帮助进行静态时序分析(STA),验证设计在各种工艺、电压和温度(PVT)条件下的时序性能。
  1. TD 文件的内容
    TD 文件的具体内容可能会因设计工具和具体设计流程而异,但通常包括以下部分:
  • 时钟定义:定义时钟源、时钟树结构及其频率。
  • 路径约束:定义关键路径及其最大和最小延迟要求。
  • 输入输出约束:设置输入和输出信号的时序要求。
  • 多周期路径:定义那些需要多个时钟周期才能完成的数据路径。
  • 假设路径:标识那些不需要考虑时序约束的路径。
  1. 示例
    以下是一个简化的 TD 文件示例,使用了常见的时序约束语法:
create_clock -name clk1 -period 10 [get_ports clk1]
set_input_delay -clock clk1 2 [get_ports data_in]
set_output_delay -clock clk1 3 [get_ports data_out]
set_max_delay 5.5 -from [get_ports data_in] -to [get_ports data_out]
  • create_clock 定义了一个名为 clk1 的时钟,周期为 10 单位时间。
  • set_input_delay 设置输入端口 data_in 相对于时钟 clk1 的输入延迟为 2 单位时间。
  • set_output_delay 设置输出端口 data_out 相对于时钟 clk1 的输出延迟为 3 单位时间。
  • set_max_delay 设置从 data_indata_out 的最大路径延迟为 5.5 单位时间。
  1. 工具支持
    TD 文件通常与各种电子设计自动化(EDA)工具结合使用,这些工具包括:
  • 静态时序分析工具:如 Synopsys PrimeTime、Cadence Tempus。
  • 综合工具:如 Synopsys Design Compiler、Cadence Genus。
  • 布局布线工具:如 Cadence Innovus、Synopsys IC Compiler。
    总结
    TD 文件在芯片设计中起着至关重要的作用,通过定义和管理时序约束,确保设计在预期条件下的可靠运行。理解和正确使用 TD 文件是实现高性能和高可靠性芯片设计的关键步骤。
    在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

专题三:RISC-V与先进计算

基于RISC-V的后量子密码芯片设计,刘冬生,华中科技大学

b站视频传送门:基于RISC-V的后量子密码芯片设计,刘冬生,华中科技大学 国家集成电路学院、国家集成电力产教融合创新平台

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 基于格的方案更具优势

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 三种安全等级对应不同维度

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

存算一体集成芯片,刘琦,复旦大学

b站视频传送门:存算一体集成芯片,刘琦,复旦大学芯片与系统前沿技术研究院 集成芯片与系统全国重点实验室

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 新原理存储器:电荷极化型——铁电存储器、自旋磁矩——自旋磁存储器、晶格结构变化的相变存储器、导电熔丝机制的阻变存储器

在这里插入图片描述

  • 三明治结构(金属、介质、金属)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 三种方式,终极目标是存内计算,主要为了解决神经网络-矩阵乘加运算

在这里插入图片描述

  • 矩阵乘加是神经网络基本算子。模拟存算一体,利用:欧姆定律实现乘法(电压x电导=电流)+ 基尔霍夫定律实现加法(计算电流累加)→ 矩阵乘加,高能效、精度偏低。数字存算一体,定制化乘法器+数字加法器→高精度、高能效

在这里插入图片描述

  • 阻变存储器(RRAM)性能更具优势

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • RRAM耐久性不够,不适合系数频繁刷新。SRAM更适合频繁擦写,两者结合,实现更好的能效

在这里插入图片描述

  • 优化矩阵乘、线性方程组求解通用算子

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • Chiplet模式,

在这里插入图片描述

  • 集成芯片结构,有希望用14nm工艺将性能接近于5nm芯片性能

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • AI芯片的发展离不开:器件、架构、集成技术的创新
    在这里插入图片描述

面向端侧大模型计算的RISC-V矩阵扩展架构,韩军,复旦大学

b站视频传送门:面向端侧大模型计算的RISC-V矩阵扩展架构,复旦大学,集成芯片与系统全国重点实验室,韩 军

  • Transformer Encoder核心是矩阵乘加运算、RISC-V向量扩展架构(平头哥向量处理器)

在这里插入图片描述

  • 矩阵扩展指令集,更适合端侧大模型计算

在这里插入图片描述

  • 发展AI电脑、智能移动设备,

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • RISC-V 矩阵扩展指令集,提供了更大操作数粒度。可设计二维矩阵乘,提升计算效率。支持更高并发度,一起64位访存,加大粒度实现连续访存,有效利用存储带宽。

在这里插入图片描述

  • 核心架构:二维计算阵列(神经网络加速器都会有)、Matrix RISC-V(多维向量并行访问)、矩阵访存单元(支持连续、高带宽访存,以及访存请求的合并)

在这里插入图片描述

  • 整合矩阵计算能力+通用计算,需要领域专用处理器接口(指令接口、L1访存接口、L2访存接口),DSA架构

在这里插入图片描述

  • 接口优点:专用Core与通用Core——实现硬件解耦、专用Core共用软件栈且复用编译环境——实现软件统一,硬件加速与软件统一。

在这里插入图片描述

  • 采用二级译码结构,将宏指令译码为微指令,再执行

在这里插入图片描述

  • 三级流水线,访存、Matrix计算、CSR和寄存器堆可配置

在这里插入图片描述

  • 超标量的思想,支持乱序执行。编译友好、L1L2访存、指令组合代替非线性操作单元

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • AI PC高算力要求的场景,采用多核多die并行;

在这里插入图片描述

  • 移动端小算力需求场景,采用大小核方式

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

基于RISC-V的神经网络加速运算算法及处理器结构优化,叶涛,南方科技大学

RISC-V ISA Extension for AI Acceleration,叶涛,南方科技大学
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 三个层面进行优化,实现神经网络的加速:
    1、指令集优化,目的是减少运算次数(运算、访存), RISC-V
    2、算法层面,减少每次运算的复杂度
    3、电路层面,神经运算

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

专题四:RISC-V与人工智能

RISC-V+AI算力系统软件栈建设,谢涛,北京大学

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

大模型AI芯片架构探索,郭崎,中国科学院计算技术研究所

b站视频传送门:大模型AI芯片架构探索 中国科学院计算技术研究所 郭崎

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 第二步,提升性能天花板;第三步,访存带宽天花板

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

专题五:RISC-V与安全

处理器侧信道攻击 吕勇强 清华大学

b站视频传送门:Microarchitectural Side Channels处理器侧信道攻击 吕勇强 清华大学 副研究员

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 处理器漏洞:私密性、完整性、可用性

在这里插入图片描述

  • 架构指程序员能看到的部分,微架构程序员看不见(为了完成架构的功能)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 供电(从power状态进行远程密码破译)、

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 常见物理信道:物理、能量等,攻击者在信道上对受害者进行观测,能得出受害者在做什么。所以攻击侧对受害侧所做的行为有一定的白盒知识,才能更好的获取信息

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

可信执行环境及关键技术研究,张锋巍,南方科技大学

b站视频传送门:可信执行环境及关键技术研究,张锋巍,南方科技大学

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

处理器微处理架构安全,邓舒文,清华大学电子工程系

b站视频传送门:处理器微处理架构安全,邓舒文,清华大学电子工程系,助理教授

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

最近更新

  1. 力扣719.找出第K小的数对距离

    2024-06-09 07:46:03       0 阅读
  2. 10月,2024北京养老展,北京老年生活用品展览会

    2024-06-09 07:46:03       0 阅读
  3. python之面向对象编程

    2024-06-09 07:46:03       0 阅读
  4. Python2.7中os.path模块常用函数记录

    2024-06-09 07:46:03       0 阅读

热门阅读

  1. 使用 LLaMA-Factory 实现对大模型函数调用功能

    2024-06-09 07:46:03       4 阅读
  2. 二叉树----7-3 列出叶结点

    2024-06-09 07:46:03       4 阅读
  3. bat指令踩坑记录

    2024-06-09 07:46:03       3 阅读
  4. Web Dart前端:探索、挑战与未来展望

    2024-06-09 07:46:03       5 阅读
  5. 计算机视觉中的low-level与 high-level任务

    2024-06-09 07:46:03       5 阅读
  6. python记录之字符串

    2024-06-09 07:46:03       5 阅读
  7. Playwright 这个强大的自动化测试工具

    2024-06-09 07:46:03       4 阅读
  8. 安装 hbase(伪分布式)

    2024-06-09 07:46:03       4 阅读
  9. 密码学基本概念

    2024-06-09 07:46:03       4 阅读
  10. Python为项目中添加上彩色日志

    2024-06-09 07:46:03       5 阅读
  11. perl use HTTP::Server::Simple 轻量级 http server

    2024-06-09 07:46:03       3 阅读
  12. 面试 Redis 八股文十问十答第二期

    2024-06-09 07:46:03       3 阅读