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Tecnologia Andes: Pioneirismo no Futuro do IP da CPU RISC-V – Semiwiki

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Em 13 de setembro de 2021, a Andes Technology Corporation emitiu com sucesso sua oferta pública de GDR (Global Depositary Receipt) na Bolsa de Valores de Luxemburgo. Na época, isso fez da Andes o único fornecedor público internacional de CPU IP de arquitetura de conjunto de instruções (ISA) RISC-V. Isso permitiu que investidores de todo o mundo participassem do crescimento que a Andes imaginou para o RISC-V. Esta infusão de capital alimentaria a ambição da Andes de se tornar líder no mercado RISC-V de padrão aberto e em rápida evolução e de alto crescimento. Em 2015, reconhecendo o vasto potencial da ISA RISC-V, Andes tornou-se membro fundador e principal da RISC-V International.

A partir de 2 de abril de 2023; Unidade: Ações, %
Composição dos acionistas da Andes Technology Corp.
Tabela 1. Composição dos acionistas da Andes Technology Corp.

O investimento valeu a pena significativamente, especialmente porque coincidiu com a ratificação da extensão vetorial RISC-V em novembro de 2021. Este evento marcou um ponto de viragem na evolução da arquitetura do conjunto de instruções RISC-V. A extensão do vetor RISC-V surgiu em um momento em que a computação do data center estava mudando do processamento de uso geral para o processamento de IA, que lida com conjuntos de dados extremamente grandes. O processamento vetorial é excelente no processamento eficiente de grandes matrizes ou dados estruturados. O processamento vetorial tem o potencial de tornar o RISC-V o próximo grande ISA mundial.

A arquitetura altamente paralela de um processador vetorial reduz a latência e a sobrecarga. Ele alcança melhor eficiência energética maximizando a utilização dos recursos da CPU e minimizando os ciclos ociosos, obtendo assim maior desempenho por watt. Além disso, o hardware para implementar unidades de processamento vetorial (VPUs) RISC-V e registradores vetoriais é mais simples do que arquiteturas altamente paralelas usadas para processamento gráfico. E as VPUs fornecem um modelo de programação muito menos complexo.

As equipes de P&D da Andes, tanto na operação na América do Norte quanto na equipe expandida de Taiwan, têm se concentrado no desenvolvimento de arquiteturas de ponta para processadores RISC-V de ponta. Notavelmente, os dois alcançaram um marco significativo ao desenvolver o primeiro motor vetorial RISC-V (RVV), o AndesCore™ NX27V, baseado na especificação RISC-V International RVV. Demonstrando a agilidade e inovação da equipe de engenharia da Andes, o projeto foi concluído em um ano e baseado na versão V0.8 da especificação de extensão vetorial RISC-V, e posteriormente modificado para a versão V1.0 quando o RVV foi ratificado. Essa conquista levou a algumas vitórias importantes em design de OEM.

No ano passado, na conferência International Symposium on Computer Architecture (ISCA) 2023 em Orlando, Flórida, a META apresentou seu artigo, “MTIA: First Generation Silicon Targeting Meta's Recommendation Systems”, que é o data center da empresa, projeto de servidores de IA. Existem 64 elementos de processamento (PE) no design do servidor que suportam o acelerador proprietário personalizado do MRETA. Cada PE contém dois processadores: um escalar e um vetorial. Ambos são Andes IP que os engenheiros da META altamente customizaram, usando Andes Custom Extensions (ACE) para produzir uma solução completamente exclusiva voltada para os requisitos específicos de computação de IA da META.

O projeto validou a eficácia do RISC-V com Vector Extensions como uma solução poderosa para as necessidades de computação de data centers de IA em um momento em que a demanda por hardware de processamento de data centers está explodindo. De acordo com Informações sobre o mercado futuro'relatório “Data Center CPU Market Outlook (2023 to 2033),” O mercado de CPU de data center deverá crescer significativamente nos próximos anos, impulsionado pela crescente demanda por computação em nuvem, análise de big data e inteligência artificial (IA) . Os principais impulsionadores deste crescimento incluem a necessidade de processamento de dados mais rápido, maior eficiência e redução de custos.

Em 2021, além das extensões vetoriais, a RISC-V International ratificou mais 11 extensões. A Figura 1 ilustra o roteiro de produtos da Andes para dar suporte a essas extensões. Ao longo do caminho até o final de 2022, N25F-SE, Série 27 e Série 45 foram entregues, em 2023, a Andes entregou seis novos núcleos RISC-V ao mercado, como D25F-SE, D23, N225, NX45V, AX45MPV bem como AX65. O roteiro abrange desde o processador RISC-V básico de baixo consumo de energia e altamente seguro AndesCore™ D23 até o AX65, o primeiro da série 60, que foi lançado no quarto trimestre de 2023 e agora está disponível para projetos de clientes.

Roteiro RISC V
Figura 1. Roteiro de produtos da Andes Technology Corp.

O AX65 é um processador fora de serviço de 13 estágios e 4 vias de 64 bits com perfil RVA 22 (o perfil RVA22U64 especifica os recursos ISA disponíveis para ambientes de execução de modo de usuário em processadores de aplicativos de 64 bits). Equipada com pipeline de 13 estágios, decodificação de 4 larguras e execução fora de ordem de 8 larguras, a série tem como alvo os soquetes de processador de aplicativos Linux de computação, rede e controladores de última geração.

O AX65 permite clusters multicore de um a quatro a oito núcleos. O desempenho é de classe mundial, operando com frequência de clock de 2.4 gigahertz em processo TSMC de sete nanômetros. O desempenho dos números inteiros especificados (Specint 2006) é de 8.25 por gigahertz, e um SpecFp2006 é de 10.2 por gigahertz, que é o desempenho mais conhecido do SPEC CPU® 2006 com design de cache de dois níveis. O AX66, AX63 e AX67 serão entregues posteriormente.

Uma outra área em que a Andes fez investimentos significativos é o IP de CPU RISC-V de alto desempenho de nível automotivo. A penetração dos SoCs RISC-V em projetos automotivos deverá atingir 21.4% até 2030, de acordo com o Grupo SHD “Relatório de Mercado RISC-V: Previsões de Aplicação em um Mundo Heterogêneo.” A Andes desenvolveu produtos funcionais em conformidade com a segurança, incluindo seu N25F-SE, a primeira CPU IP RISC-V totalmente compatível com ISO 26262 do mundo; D25F-SE, que suporta instruções de extensão DSP; e os processadores da série 45-SE que atendem ao mais alto nível ASIL, ASIL D. A função ACE será aprimorada para adicionar suporte aos processadores da série 45.

Com a força da demanda que os produtos Andes RISC-V têm experimentado, a empresa continua lucrativa e desfruta de rápido crescimento. De 2021 a 2023, a receita dos Andes apresentou um crescimento de quase 30%. Isto foi impulsionado por mais de 300 licenciados comerciais e mais de 600 acordos de licença assinados com clientes distribuídos geograficamente em Taiwan, China, Coreia, Japão, Europa e EUA. O número de funcionários da empresa em todo o mundo cresceu quase 70% no mesmo período.

Conclusão

Em uma era definida pela rápida evolução tecnológica, a Andes Technology Corp. está na vanguarda da inovação no mercado de CPU IP RISC-V. Desde sua emissão pioneira de recibos de depósito no exterior (GDR) até seus avanços inovadores na arquitetura RISC-V, a Andes Technology continua a redefinir os padrões da indústria e a moldar o futuro da computação. À medida que a demanda por soluções de computação eficientes e de alto desempenho continua a aumentar, a Andes Technology continua comprometida em fornecer soluções RISC-V incomparáveis ​​para impulsionar mudanças transformadoras em todo o cenário tecnológico global.

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