Hlavní navigace

Evropa buduje vlastní nezávislý procesor. Připojit se chce i Česko

Brněnský Codasip by mohl k iniciativě přispět díky své technologii spojené se standardem RISC-V.
Jan Sedlák
Doba čtení: 5 minut

Sdílet

Brněnská společnost Codasip se chce zapojit do aktivit kolem vytváření evropského procesoru. Rozjela aktivity, v rámci kterých nabízí organizaci European Processor Initiative (EPI) své technologie postavené kolem otevřené procesorové architektury RISC-V. Právě i na ní EPI chce vybudovat procesor v první fázi určený k nasazení v superpočítačích (HPC). EPI vychází z podobné aktivity EuroHPC, jež na starém kontinentě staví síť superpočítačů včetně strojů fungujících alespoň s jedním exaFLOPS.

Evropa zjistila, že je v případě superpočítačů vmáčknutá mezi dvě velmoci v podobě Spojených států a Číny, na což EuroHPC reaguje. Starý kontinent je zároveň při stavbě (nejenom) superpočítačů závislý na procesorech a čipech zejména z USA (Intel, AMD, Nvidia a další). Rozhodnutí americké vlády v případě embarga na Huawei ukázalo, jak rychle lze někoho odstřihnout od klíčových komponent. Čína zase pro řadu lidí v Evropské unii představuje bezpečnostní hrozbu a její případné čipy nikdo moc integrovat nechce.

„Naprostá většina procesorů pochází ze Spojených států. Do toho nezapočítávám procesory používané v mobilních zařízeních. Tím pádem jsme tedy v Evropě cenově závislí na USA. Nechci předjímat nějaké mezinárodní politické spory, ale už jenom fakt, že by existovalo embargo…,“ uvedl například v rozhovoru pro Lupu Vít Vondrák, šéf národního superpočítačového centra v Ostravě IT4Innovations, které i díky EuroHPC může postavit nový stroj za 15 milionů eur. „Byť se asi nedá předpokládat, že by Evropa byla bez procesorů, z hlediska strategického je to ale velice důležité.“

Podíl na akcelerátoru

Codasip do evropského snažení zapadá. „Domníváme se, že můžeme EPI nabídnout technologii, kterou hledá,“ uvádí pro Lupu zakladatel a šéf Codasipu Karel Masařík. Firma je společně se společnostmi Google, Qualcomm, Nvidia, IBM či Samsung jedním ze zakládajících členů organizace RISC-V Foundation. Ta už sdružuje kolem 420 členů točících se kolem RISC-V a očekává, že se do roku 2025 na trhu uplatní 60 miliard procesorů postavených na této architektuře.

Roadmapa evropského procesoru
Autor: EPI

Roadmapa evropského procesoru

Codasip vytváří vlastní 32– i 64bitové procesory včetně softwarových nástrojů, pomocí kterých lze RISC-V navrhovat. I proto získala investici ve výši 10 milionů dolarů, kterou vedle investorů s čínského Shenzhenu vedl americký výrobce pevných disků Western Digital (WD). Ten si následně brněnskou společnost vybral jako hlavního dodavatele v případě otevřeného jádra SweRV Core EH1.

V případě EPI tvoří RISC-V jednu z větví, která je zaměřená na koprocesor, respektive akcelerátor určený pro výpočty kolem strojového učení, umělé inteligence, neuronových sítí a podobně. Označení je EPI Accelerator neboli EPAC.

„V rámci EPI se RISC-V procesory používají v takzvaném akcelerátoru. Akcelerátor je sada hardwarových bloků (včetně RISC-V CPU), které vykonávají náročné výpočty. Akcelerátor je navržen tak, aby obsahovat různé bloky, z nichž každý akceleruje různé algoritmy. Codasip do tohoto systému velmi dobře zapadá, protože naše nástroje umožňují upravovat RISC-V procesory pro potřeby algoritmu či více algoritmů. Jinými slovy, v akcelerátoru může být celá řada RISC-V procesorů a každý z nich může cílit na jinou doménu algoritmů,“ vysvětluje Masařík.

Evropský procesor v rámci European Processor Initiative
Autor: EPI

Evropský procesor v rámci European Processor Initiative

„Úprava RISC-V procesoru v Codasipu probíhá automatizovaně. Rozšíření, které je dané doménou algoritmu, je nejdříve popsáno ve jazyce CodAL, což je náš vlastní, interně vyvinutý jazyk pro popis procesoru. Z tohoto popisu se poté automatizovaně generuje RTL, překladač jazyka C a další nástroje nezbytné pro reálné použití procesoru. Namísto běžných ručních úprav se tedy značná část výstupů generuje automatizovaně, včetně například verifikačního prostředí,“ dodává Masařík.

RISC-V má v případě EPI akcelerátorů sloužit jako jakási obslužná část. Součástí návrhu jsou totiž Vector Processing Units (VPU) a akcelerátory Stencil/Tensor (STX). Podporovány mají být numerické formáty INT8, FP16, FP64 a bfloat16.

Procesor na ARMu

Tradiční procesor má běžet na licencované technologii od společnosti ARM (architektura Neoverse a Zeus). Nejde tedy o vyloženě kompletně původní řešení od EPI. Stejně tak nelze stoprocentně tvrdit, že jde o čistě evropské know-how. ARM je sice původem britský, ale v rámci akvizice za 32 miliard dolarů ho získal japonský SoftBank. Ten do technologií investuje peníze i od Saúdské Arábie, což mimo jiné akceleruje snahy kolem rozvoje RISC-V a vybudování alternativy k ARMu.

Stencil/Tensor akcelerátor (STX)
Autor: EPI

Stencil/Tensor akcelerátor (STX)

ARM v serverech a HPC se postupně začíná jevit jako zajímavá varianta, u které jde navíc díky licencování postupovat rychle. Společnost Ampere například nedávno představila serverový ARM procesor Altra s 80 jádry s tím, že někde se počítá s rychlejším chodem, než jsou některé varianty Intel Xeon a AMD Epyc. Amazon zase používá serverový ARM s názvem Graviton2.

Ani výroba tohoto CPU, respektive celého čipu nebude čistě evropská. EPI si jako partnera vybrala tradičního tchajwanského giganta TSMC, kde letos zahájí 6nm EUV výrobní proces.

MPPA akcelerátor
Autor: EPI

MPPA akcelerátor

EPI vedle ARM procesoru a akcelerátoru RISC-V počítá s ještě třemi dalšími komponentami. Vedle kryptografického enginu, do kterého se v rámci Evropské unie investuje v několika programech, je to integrace hradlového pole a dalšího akcelerátoru. Programovatelná hradlová pole eFPGA bude dodávat francouzská společnost Menta. Na paralelizované výpočty pak bude určen akcelerátor MPPA od rovněž francouzského podniku Kalray, který využívá jádra VLIW.

Křemíková perla na trhu

Testy výtvorů postavených na těchto základech se mají rozběhnout v příštím roce a s příchodem na trh se počítá v druhé polovině roku 2022. EPI má ambice, že by se procesor mohl v budoucnu dostat ze superpočítačů také do dalších oblastí, kde je Evropa tradičně silná. Nabízí se využití ve stále chytřejších automobilech, leteckém průmyslu (Airbus a spol.) a podobně. V první fázi mají EPI testovat francouzský výrobce HPC Atos/Bull, který je i v Ostravě, a italská E4.

Seznam aktuálních partnerů European Processor Initiative
Autor: EPI

Seznam aktuálních partnerů European Processor Initiative

Dalším cílem je pak dodávat evropský procesor jako běžný komerční produkt. Za tímto účelem vznikla společnost SiPearl (Silicon Pearl, křemíková perla), jež je formálně vedená jako francouzská a šéfem je bývalý viceprezident Atosu Philippe Notton. SiPearl do startu získal 6,2 milionu eur z evropského programu Horizon 2020, který nově podpořil i Codasip. Notton uvádí, že si v dohledné době půjde pro další peníze na běžný trh s rizikovým kapitálem.

MM_influenceri eSport

SiPearl má být fabless společností, což znamená, že čipy bude navrhovat interně a vyrábět je externě. Opět by mělo jít o TSMC. Dodávky na trh se očekávají v roce 2022. „SiPearl integruje jednotlivé části, zajistí nejlepší možné dodavatele, bezpečnost bez zadních vrátek a evropskou technologickou suverenitu,“ věří Notton.

Kolem projektu EuroHPC by se mimochodem měla točit také slovenská společnost Tachyum, která na Slovensku a v Kalifornii vyvíjí univerzální procesor Prodigy. Přečíst si o tom můžete v našem článku.