Стала бесплатной новейшая процессорная архитектура, на которой построены «Байкалы»

Интеграция Электроника Техника
мобильная версия
, Текст: Владимир Бахур
В рамках программы MIPS Open с сегодняшнего дня доступна 32- и 64-битная архитектуры чипов MIPS новейшей версии R6 вместе с инструментами разработки на безвозмездной основе. Также не возбраняется кастомизировать сами ядра.

Полный и бесплатный доступ

Калифорнийская компания Wave Computing объявила о запуске программы MIPS Open по бесплатному лицензированию процессорной архитектуры MIPS. В рамках первого этапа участникам MIPS Open будет предоставлен бесплатный доступ к 32-битным и 64-битным разработкам архитектуры MIPS последней шестой версии (MIPS R6).

Представители Wave Computing не уточнили тип открытой лицензии, доступной в рамках MIPS Open, однако уточнили, что лицензирование не подразумевает каких-либо лицензионных отчислений. Участникам проекта предоставляются широкие права по модификации вычислительных ядер MIPS и работе с набором инструкций, при этом главным условием лицензии является требование сохранение обратной совместимости со спецификациями MIPS.

В рамках программы участникам MIPS Open будет доступен обновленный набор инструкций архитектуры (instruction set architecture, ISA), расширенный и доработанный в Wave Computing, а также все новые разработки архитектуры MIPS. Развитие проекта предполагает в последствии расширение списка открытых лицензий на другие технологии MIPS.

Wave Computer объявила о поглощении MIPS со всеми правами на микропроцессорную архитектуру в июне 2018 г. Впервые представители Wave Computer объявили о планах запуска проекта MIPS с открытым кодом в конце 2018 г.

В России одним из наиболее известных проектов на архитектуре MIPS является чип Baikal-T1, разработанный российской компанией «Байкал Электроникс» (дочернее предприятие компании «Т-Платформы») на базе двух 32-битных ядер P5600 архитектуры MIPS32 R5.

Целью запуска бесплатной программы MIPS Open является ускорение адаптации архитектуры MIPS разработчиками процессоров, партнерской экосистемой и академическим сообществом. Наряду с этим, Wave Computing с архитектурой MIPS намерена продвигать собственные наработки в области искусственного интеллекта, которые также будут доступны участникам MIPS Open.

Стратегия «ИИ + MIPS»

С момента создания Wave Computing известна как разработчик акселераторов искусственного интеллекта для вычислительных систем широкого масштаба, вплоть до дата-центров. В рамках MIPS Open компания предлагает по собственной глобальной лицензии сотни запатентованных разработок для ускоренного развития инфраструктуры MIPS, включая свои новые технологии в области ИИ.

Архитектура 64-битного процессора MIPS P6600

Ранее в этом месяце Wave Computing объявила о своем участии в научно-исследовательской инициативе Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (принадлежит Министерству энергетики США) под названием Berkeley Artificial Intelligence Research (BAIR), направленной на всестороннее развитие технологий искусственного интеллекта.

Об участии в проекте BAIR также ранее заявили такие компании как Amazon, Facebook, Google и Samsung.

«Команда Wave Computing рада представить первый релиз MIPS Open в рамках обещанного ранее графика и с включением ключевого для Wave фактора «ИИ для всех» (AI for All), - заявил Арт Свифт (Art Swift), президент подразделения по интеллектуальным правам MIPS в Wave Computing. – Опираясь на десятилетия R&D и инвестиций в экосистему, сегодняшний анонс позволяет разработчикам чипов приступить к использованию новейшей версии архитектуры MIPS без лицензионных отчислений… Wave глубоко привержена инициативам открытого и совместным инициативам разработки, таким как MIPS Open и Berkeley Artificial Intelligence Research (BAIR), которые, по нашему мнению, ускоряют инновации и продвигают всю отрасль к новым рубежам».

Как именно будут связаны между собой инициатива MIPS Open и проект BAIR, в Wave Computing пока не объяснили, однако Арт Свифт на вопрос представителей портала The EE Times о взаимосвязи стратегии «AI+MIPS» и будущем программы MIPS Open заявил, что подробности будут объявлены позже.

Арт Свифт также отметил, что сегодняшний анонс MIPS R6 – лишь первый релиз в рамках MIPS Open, за которым последуют предложения по бесплатному лицензированию других версий архитектуры MIPS.

Что доступно для участников MIPS Open уже сегодня?

В рамках первого релиза программы MIPS Open ее участникам доступна MIPS ISA – загружаемая копия 32-битной и 64-битной последней версии архитектуры MIPS R6, включая такие расширения, как виртуализация, многопоточность, SIMD, DSP и сжатие кода microMIPS (MIPS SIMD Extensions, MIPS DSP Extensions, MIPS Multi-Threading, MIPS MCU, сжатие кода microMIPS, MIPS Virtualization).

Участники программы также получают доступ к интегрированной открытой среде разработки MIPS Open Tools для встраиваемых операционных систем реального времени на базе Linux для встраиваемых устройств. С ее помощью разработчики могут создавать, отлаживать и развертывать приложения для программно-аппаратных платформ на базе архитектуры MIPS.

MIPS Open также открывает доступ к полной программе обучения с помощью матриц Field Programmable Gate Arrays (FPGA). Программа, в частности, включает стартовый пакет с программируемой системой MIPS FPGA с набором файлов Verilog, а также обзор и инструкции для использования MIPS FPGA. Сюда же входит 25 лабораторных работ для детального исследования архитектуры MIPS и разработок системного уровня, набор учебных пособий по созданию интегрированных чипов (SoC Tutorials) с пошаговым объяснением процесса разработки с использованием MIPS Open FPGA и ОС на базе Linux, а также образец некоммерческого RTL-кода для ядра MIPS microAptiv, позволяющий разработчикам глубже вникнуть в возможности микроархитектуры.

По условиям соглашения, участники программы подписываются под согласием не фрагментировать архитектуру MIPS. Как пояснил Арт Свифт, архитектура, MIPS, не менее, уже обладает множеством встроенных возможностей для гибкой конфигурации. Так, аритектурные лицензии MIPS традиционно позволяли модифицировать конфигурации ядер, добавлять инструкции и ускорители. Главное – чтобы сохранялась обратная совместимость со спецификациями MIPS, пояснил Свифт.

Дальнейшие перспективы MIPS Open

Планы Wave Computer по запуску проекта MIPS с открытым кодом в конце 2018 г. удивили отраслевых обозревателей, отмечает The EE Times, однако некоторые из них оценили идею компании как разумный шаг с хорошей перспективой.

«Предлагая широкий выбор «проверенных в кремнии» разработок, таких как DSP и расширения виртуализации, MIPS Open ISA представляет собой более совершенный проект, чем другие инициативы в области открытого аппаратного обеспечения, - сказал Линли Гвеннап (Linley Gwennap), глава и ведущий аналитик The Linley Group. - Программа MIPS Open также обеспечивает значительную патентную защиту и процесс сертификации, позволяющие предотвратить фрагментацию ISA, что важно для стабильности архитектуры. Все эти факторы в совокупности обеспечивают MIPS Open преимущество для коммерческих реализаций, особенно в части создания программируемых пользователем ядер».

Кевин Кревелл (Kevin Krewell), главный аналитик Tirias Research, так прокомментировал инициативу MIPS Open: «Это отличный шанс для Wave Computer, чтобы выгодно сохранить соответствующий набор инструкций MIPS. С наймом Арта Свифта и предложением открытого ядра MIPS, Wave пытается перехватить инициативу у RISC-V. Честно говоря, у них и не было особого выбора, чтобы конкурировать с RISC-V, поскольку MIPS уже потеряли пакет лицензий на набор после патентной войны с ARM. В то же время, почтенный набор инструкций MIPS доказал [жизнеспособность], от микроконтроллеров до высокопроизводительных сетевых процессоров».

По мнению Кревелла, RISC-V является привлекательным фактором и обладает быстро растущей экосистемой, однако по сравнению с MIPS, архитектура RISC-V все еще на этапе разработки и становления, так что «выбор набора инструкций зависит от вашей склонности к риску».

Дальнейшие планы Wave Computer по развитию инициативы MIPS Open включают запуск новых компонентов и возможностей, включая коммерческий код RTL для ядер MIPS microAptiv и новые функции для среды разработки. По словам Арта Свифта, анонс ядра microAptive состоится «в ближайшие недели».

В перспективе Wave также планирует проведение серии конференций разработчиков –MIPS Open Developer Days, где участники программы смогут обменяться идеями и разработками. В более дальней перспективе – запуск сертификации партнеров в рамках MIPS Open, а также создание консультативного совета программы – MIPS Open Advisory Board.

MIPS в России

Двухъядерный российский процессор «Байкал-Т1» был представлен в 2014 г. и вышел в свет в 2016 г. В его производстве используется техпроцесс 28 нм, тактовая частота ядер достигает 1,2 ГГц на двух вычислительных ядрах.

Российский процессор Байкал-Т1 на базе архитектуры MIPS

В 2016 г. был представлен настольный моноблок «Таволга Терминал» с 21,5-дюймовым экраном Full HD на базе чипа «Байкал-Т1». Спустя два года процессоры «Байкал-Т1» появились в розничной продаже.

Помимо процессора «Байкал-Т1», архитектура MIPS также используется в российском процессоре ELISE (Elvees Image Semantic Engine) для систем компьютерного зрения, разработанном компаниями «ЭЛВИС-неотек» и НПЦ «ЭЛВИС».

Отладочный модуль ELISE Board

Чип ELISE представляет собой интегрированный кластер на двух ядрах MIPS P5607 Apache с тактовой частотой 1,2 ГГц, графическом ядре PowerVR Series6 GX6250, аудиопроцессоре MIPS InterAptiv и ядре сервисной обвязки MIPS Virtuoso M5150 с аппаратной виртуализацией. Процессор выпускается серийно с ноября 2017 г. по нормам техпроцесса 28 нм и ориентирован на системы умных городов, интернет вещей, ритейл, бизнес-мониторинг, решения дополненной реальности, навигации и безопасности.