2024年，RISC-V能在HPC上实现突破吗？

电子发烧友网 · 公众号 · · 2024-02-05 07:00

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电子发烧友网报道（文/周凯扬）自x86统治HPC多年以来，大家都在期待着能有新的架构能够打破这一现状。而2020年的富岳超算做到了这一点，将Arm架构以第一的姿态呈现在了大家的面前。可随着RISC-V慢慢获得更多的关注，不少人在猜测这个全新的开放式架构何时能在HPC领域有所突破。

首个基于RISC-V的HPC集群

意大利E4 Computer Engineering公司可能大多数人都没有听过，但他们与EVIDEN合作打造的LEONARDO系统，却是目前世界上排名第6的超算电脑。

他们认为RISC-V是近十年来相对较新的架构，但随着越来越多的厂商推出带有矢量拓展的核心，并基于此打造出了量产落地的处理器，他们也开始探索RISC-V在HPC上的可行性。

于是，他们基于SiFive的HiFive Unmatched开发板，打造成了首个基于RISC-V的HPC集群，Monte Cimone。HiFive Unmatched搭载的是SiFive的Freedom U740 SoC，集成了4个U74 CPU核心，而每个Monte Cimone刀片服务器都搭载了两块HiFive Unmatched开发板。

他们从2021年就开始这一项目，将其作为RISC-V在HPC应用上的试验床。而如今他们在Monte Cimone第二版上，选择了基于算能的SG2042硬件，开展新一轮的测试与验证。

SG2042，RISC-V在HPC领域的新秀

尽管Esperanto推出了搭载了千核的RISC-V芯片，但其主要定位是AI加速器，且目前并没有太多公开的硬件落地。反倒是算能推出的SG2042，作为已经实际商用落地的首个高核心数RISC-V SoC，在Milk-V等公司的推动下，已经有不少主机搭载了这一高性能处理器，上文提到的Monte Cimone v2就是典例。

发布于2022年末的SG2042，集成了64个平头哥的C920 RISC-V CPU核心，CPU主频达到2.0GHz。其支持0.71版本的矢量拓展，L1、L2与LLC缓存分别为4MB、16MB、64MB，最高可扩展256GB的DDR4内存。超强的性能，以及120W的TDP，使其成了业内首个服务器级别的RISC-V CPU处理器。

Milk-V基于这一SoC，推出了评估板、主机、2U服务器以及16U集群等各种硬件，算能也将50份主机捐献给了RISC-V基金会。不过算能并不打算止步于此，今年Q1，他们计划发布最新的SG2044 SoC。

SG2044将支持Vector 1.0扩展和平头哥的Matrix扩展，并将64核CPU主频提升至2.5GHz，并通过LPDDR5x和PCIe 5.0，把带宽进一步扩大到300GB/s。甚至SG2044计划将支持70亿参数的Llama 7B，并做到40 Token/s的生成速度。

写在最后

尽管RISC-V在HPC领域的创新突破令人期待后续的发力，但在实际的商用项目中，我们还是要对这未来可能会出现的转变提出疑问，比如考虑在HPC负载中，RISC-V相比别的架构能提供哪些优势？基于RISC-V的AI加速器又能不能在未来超算系统的构建中，成为用上最先进技术的架构？

这些都是HPC相关研究人员必须去考虑的问题，在各个厂商的不懈努力下，在RISC-V硬件上运行一个HPC节点已经相当容易了，但HPC是一个尤其讲究优化的任务，无论是架构、软件还是指令集上的优化，都能显著改善其运行效率，而其他架构已经有了多年的历史经验，RISC-V在这方面还需要迎头赶上。

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