GRVI Phalanx實現(xiàn)千核處理器

關于GRVI Phalanx ，它是一個大規(guī)模并行RISC-V FPGA加速器，由GRVI和Phalanx結合而成。其中GRVI是一個FPGA實現(xiàn)的RISC-V RV32I軟處理器核，同時也是手工藝映射和處理元素性能/面積俱最佳的并行處理器。GRVI實現(xiàn)了一個2或3級的單流水線，在Xilinx UltraScale FPGA板卡中消耗320個6-LUT，目前在一個Kintex UltraScale（-2）板卡的內嵌BRAM中按照最佳布局并采用最佳配置時的最高運行頻率可達300-375MHz。而Phalanx是一個大規(guī)模并行FPGA加速器框架，主要用來減少在開發(fā)和管理FPGA加速器時所需付出的消耗和努力。此外Phalanx亦是一個大量軟核集群和加速器核的混合物，在具有Hoplite路由的片上網絡中可以提供額外的存儲和I/O接口。關于GRVI Phalanx的詳細信息可以在2016年IEEE第24屆國際FCCM研討會上發(fā)表的題為《GRVI Phalanx：A Massively Parallel Risc-V FPGA Accelerator Accelerator》的論文中查看。

GRVI processing element（PE）datapath RPM

1680個開源ISA RISC-V處理器核于Virtex UltraScale+ VU 9P FPGA運行：
博主Jan Gray近期發(fā)表了一片關于千核RISCV處理器的博客，文中提到目前已經可以在Xilinx Virtex UltraScale+ VU9P（是一個中等規(guī)模的Virtex UltraScale+ FPGA板卡）板卡上同時并行運行1680個開源的RISC-V處理器核，并成功測試GRVI Phalanx大規(guī)模并行加速器框架。據(jù)博主所述，這是首例千核RISC-V成功實現(xiàn)運行的應用，同時也是無論使用什么技術在一個芯片上同時運行32bit RISCV核數(shù)目最多的應用。

下面是這1680個RISCV核運行在FPGA板卡上的場景圖：

這個包含1680個核的GRVI Phalanx不僅是第一個可操作的千核RISC-V，還是第一個運行在FPGA上的上千個32位RISC的核，也是單芯片上可以同時運行32位RISC核數(shù)目最多的組合。

GRVI Phalanx的設計由210個處理器集群組成，每個集群中包含了8個開源的RISC-V處理器核，128KB的多端口RAM，以及一個300-bit的Hoplite NOC路由。下圖是一個Phalanx 集群的結構框圖：

8 GRVI Cluster and 288-bit payload Hoplite router

不過， 需要注意的是，雖然RISC-V 精簡指令集是開源的，且在其官網 還有大量基于RISC-V指令集的開源實現(xiàn)，但是GRVI Phalanx加速框架卻不是開源的。

總結：
千核處理器的概念最先是由IBM提出的，同時IBM還研發(fā)了具有1025個核的低功耗高性能的微處理器。可見在追求單核運行速度到極致的情況下，現(xiàn)在已經涌現(xiàn)出多核，甚至是千核的并行運算，而在單FPGA芯片上就可以成功運行單核32位的千核處理器，足見Xilinx FPGA的能力不容小覷。