2025-01-06 00:30 点击次数：60
明敏 克雷西 发自 凹非寺量子位 | 公众号 QbitAI91porn 91porn
「为啥性能最佳的开源CPU是中国的？」
就这两天，外洋大V的一条提问，在国外科技圈激发鄙俚热议。
这条信息两天内就引诱了进步50万次阅读、点赞量超5k。
Hackernews上也掀翻了干系盘考。
“香山”处理器的GitHub Star在2天内迎来了一波暴涨。
而这个CPU说的不是别东谈主，恰是中科院操办技能所的中枢遵循，国产自研CPU：香山。
被热议和盘考的还不啻CPU自己，也包括背后的技俩：一世一芯。
老外传颂：中国东谈主正在一砖一瓦成立中枢工程。
背后当然是认同，是以技俩中枢负责东谈主，中科院操办所磋磨院包云岗讲解也抒发了感叹：
这是对香山技俩的一种详情。
已知性能最强的开源处理器
简单来说，此次“香山”技俩爆火出圈有点巧合。
发布该推特的大V George Hotz是开源自动驾驶公司Comma AI的总裁，平常对芯片硬件领域相等柔和。前段时间他给AMD替代CUDA的决策挑出了bug。
他推特中说起的“开源最强”，追溯数据可以追溯到2024 RISC-V欧洲峰会上，香山最新版块“昆明湖”在SPECint 2006测试中，以3GHz的频率达到了法式化分数45。
其性能可以失色ARM Neoverse N2，是现时已知性能最强的开源处理器。
具体对比可以参考下图：
有东谈主暗意，尽管很难找到先进版块x86和ARM内核的SPECint2006分数，因为它们都使用PECint2017，终末的时钟频率也会有相比大影响；但由于“昆明湖”是在3GHz下，是以知道是终点可以的。
事情激发烧议后，中科院操办技能磋磨所磋磨员包云岗也在知乎发表恢复。
欧美色色
包云岗暗意，香山开源CPU技俩曾经启动5年，当今跟着产业发展，愈加坚强了开源CPU这个信念。
现时，香山技俩曾经获取了一定进展。
性能上可以失色ARM Neoverse N2，同期也已集都了产业落地的“八大金刚”企业客户。
原回答如下：（高下滑动检察所有这个词骨子）：
透过这一最新恢复，香山技俩的发展线索也愈加明晰地呈现出来。
香山技俩的启动可以追溯到2019年。
包云岗和团队的唐丹博士一直以为要成立一个像Linux那样的开源RISC-V核干线，既能被工业界鄙俚哄骗，又能相沿学术界考试革命念念法。
于是在中国科学院相沿下，由中国科学院操办技能磋磨所牵头发起了“香山”高性能开源RISC-V处理器技俩。
之后团队作念了一年多的准备责任，直到2020年6月，香山处理器的雅致斥地责任启动，GitHub代码仓库也随之成立，之后在深圳鹏城现实室完成了主要的物理遐想经由。
据先容，活水线前端、后端、访存活水线、L1 Cache、L2/L3 Cache 等在内的要害代码均由香山团队独处收场。
一年多之后，香山处理器初版（雁栖湖架构）在2021年7月投片。
雁栖湖架构面向单核场景，相沿RV64GC提醒集，在28nm的工艺节点下达到1.3GHz的频率。
2022年1月，雁栖湖芯片回片并到手点亮，不详正确运行Linux/Debian等复杂操作系统。
这中间，2021年12月，香山的研发团队也进一步发展壮大，与16家机构连结成立了北京开源芯片磋磨院，进行香山处理器核的居品化纠正和后续架构研发。
在第一代投片前的两个月，第二代香山芯片——南湖的遐想责任曾经经启动。
南湖V1版块面向双核场景， 相沿RV64GCBK提醒集，于2023年11月投片，在14nm工艺节点下频率达到2GHz。
南湖V2版块则包含了MBIST等改进遐想，于2023年4月投片，同庚10月回片并到手点亮启动Linux。
南湖V3版块将包含更多的微结构、PPA改进，现时技俩正在进行中。
2022年8月24日，中科院操办所、北京开源芯片磋磨院、腾讯、阿里、中兴通信等成立了连结研发团队，雅致开展第三代香山（昆明湖架构）的连结斥地。
昆明湖的遐想探索，以及南湖的居品化，自此被赞助为香山技俩接下来的两项责任重心。
客岁8月的第4届RISC-V中国峰会上，基于南湖的斥地板雅致亮相，并到手运行了《云·原神》。
而凭据团队发布的双周报流露，2023年11月，昆明湖的研发曾经接近尾声，此表述终末一次在双周报中出现是在客岁4月。
在此之后的双周报流露，昆明湖各组正在抓续推动面积、时序、功耗的优化。
不外现时，香山处理器还莫得收场量产。
官方暗意，香山将保抓半年傍边的微结构迭代周期、流片周期，除了微结构除外，还但愿探索并成立一套高性能处理器的敏捷斥地经由。
官方文档详解香山微结构
从技能角度看，香山处理器采选了Chisel硬件描摹言语，微架构给与了乱序六辐射结构、访存子系统分离的遐想。
研发团队将访存子系统分离开，包括两条load活水线，两条store addr活水线，两条store data活水线，以及独处的load部队和store部队，store buffer等。
现时南湖微架构的技能文档曾经竣工公布，举座结构如下：
具体来说，香山处理器前端活水线包括分支意象单位、取指单位、提醒缓冲等单位，王法取指。
南湖架构选拔了一种分支意象和提醒缓存解耦的取指架构，分支意象单位提供取指申请，写入一个部队，该部队将其发往取指单位，送入提醒缓存。
取出的提醒码通过预译码初步查抄分支意象的无理并实时冲刷意象活水线，查抄后的提醒送入提醒缓冲并传给译码模块，最终变成后端的提醒供给。
后端包括译码、重定名、重定序缓冲、保留站、整型/浮点寄存器堆、整型/浮点运算单位。
处理器的活水线后端负责提醒的重定名与乱序奉行。
如下图所示，香山处理器（南湖）后端可以分为CtrlBlock、IntBlock、FloatBlock、Memblock这4个部分。
CtrlBlock负责提醒的译码、重定名和分拨， IntBlock、FloatBlock、MemBlock折柳负责整数、浮点、访存提醒的乱序奉行。
（在第三代香山处理器即昆明湖的后端还新增了VectorBlockworlds，负责向量的处理）
香山处理器的MemBlock包含核内的访存活水线及部队，以及与访存活水线紧耦合的一级数据缓存。
其中包含两条load活水线，彼此分离的两条sta活水线和两条std活水线，load和store活水线折柳负责景仰访存提醒的王法信息。
最新的昆明湖架构还莫得瞩见地技能文档，但团队曾经公布了举座的架构图。
可以看出其结构举座上与南湖雷同，但后端的各个Block中的具体收场也有不少变化，还加多了一个处理向量的Block，另外部分方法的缓存容量也有种植。
开源条约方面，香山给与木兰宽松许可证第2版，坚抓洞开沿途遐想源码和经由，并接待来自社区的孝顺。
网友：中国正在一砖一瓦成立中枢工程能力
“香山”技俩巧合翻红，也把外洋网友给整暴躁了。
在驳斥中，还有东谈主相等详情地暗意：这正意味着中国在搞定基本硬件问题。
在硅谷还在资助一波硬件初创企业时，中国正在一砖一瓦成立中枢工程能力。……勤奋才是引诱着实东谈主才的要害。
有东谈主就说了，好意思国最佳的芯片架构师都在英伟达和苹果，没东谈主搞开源。
以致还有东谈主飞腾到，如若逻辑和数学是中国的顽强，那这将若何影响操办机的当年呢？
还有东谈主扒到了“一世一芯”盘算：
这里提到的其实是中国科学院大学在2019年启动的一项盘算。
简单来说，即是以流片为见地，让本科生主导完成一款64位RISC-V处理器SoC芯片遐想并收场流片，芯片能到手运行Linux操作系统以及学生我方编写的国科大陶冶操作系统UCAS-Core。
首批参与盘算的学生只须5东谈主，履历几年，鸿沟已逐步扩大到6000余东谈主。
这个盘算的中枢见地即是在“开源分享”的理念下，松弛传统课程领域，裁汰东谈主才从培养阶段到参加科研与产业一线的周期。
近似的样式可以参考上世纪在MIT风靡一时的Mead-Conway式培训，它亦然主打让学生全经由遐想制造芯片。其后，好多学生就拿着我方的课程遐想奔赴硅谷创业。
总之，在2025的开年，国产开源启动时常刷屏。
在盘考“香山”之余，就有东谈主暗意：
别忘了还有DeepSeek。中国似乎在作念越来越多开源责任。
参考联贯：[1]https://x.com/realGeorgeHotz/status/1874842750967005566[2]https://news.ycombinator.com/item?id=42576242[3]https://riscv-europe.org/summit/2024/media/proceedings/posters/51_poster.pdf[4]https://docs.xiangshan.cc/zh-cn/latest/backend/overview/