オープンソースの命令セットアーキテクチャ(ISA)であるRISC-Vの支持者にはNvidia(Armへの入札を検討していると報じられている)やWestern Digitalなどがいるが、中国の巨大企業Alibabaもまた強い興味を示している。米国と中国の間では技術をめぐる緊張が高まっており、中国政府は国内で使用される製品の国産化を推進し続けており、RISC-Vアーキテクチャを採用する機運が高まっている。

Alibabaは昨年7月に、初のRISC-Vベースの製品XT910(XTはXuantieの略で、暗黒鉄を使った重剣のこと)を発表した。Alibabaは、XT910がこれまでで最も強力なRISC-Vプロセッサであると主張している。同社は先週開催されたHot Chips 2020カンファレンスで、プロセッサの概要、ArmのCortex-A73(高性能モバイルデバイス向けに設計されている)との比較、そして同社が将来的に何を計画しているかを外部向けに説明した。The Next PlatformAnand Techが報じた。

XT910は、アリババのDAMOアカデミーの下で運営されている若手半導体ユニット、T-Headが設計したものだ。T-HeadのエッジプロダクトリードであるYu Puは、Hot Chips 2020のイベントでこのチップについて語り、Alibabaはクラウドおよびエッジコンピューティングインフラストラクチャの基盤としてRISC-Vを検討していると述べた。Puは、アーキテクチャの開発はまだ始まったばかりだが、同社のエンジニアはこの技術に自信を持っており、オープンソースコミュニティと協力してどのように改善していくかを考えていると語った。

「RISC-Vは、技術的にもエコシステム的にもまだ十分に成熟していないが、大きな可能性を秘めていると信じている」と同氏は述べた。「今回の作業の意図は、オープンソースのコラボレーションを通じて、RISC-Vをベースにしたハイエンドで高性能な組込みコンピューティングコアに貢献することにある」。

多くのインフラストラクチャコンポーネントベンダーと同様に、アリババは、クラウド、モビリティ、モノのインターネットの台頭によってもたらされる業界の急速な変化に注目しているが、これは、生成される大量のデータ(2025年までに175ゼタバイトに達すると予測されている)と、人工知能(AI)、機械学習、自動化、分析などのテクノロジーを実行するために必要となる計算能力、ネットワーク能力、ストレージ能力であり、すべてのデータを収集、保存、管理、分析するために必要となる。より低消費電力で低コストのインフラストラクチャの研究を推進しているのは、ますますインテリジェント化するIoTと "天文学的なコンピューティングトラフィック"である、と同氏は述べている。

「クローズドでコストのかかるISAに代わるものとして、オープンでフリーなISAであるRISC-Vは、オープンスタンダードのコラボレーションによってプロセッサのイノベーションを加速させるため、現時点では非常に魅力的だ」とPuは述べている。「スケーラビリティ、拡張性、モジュール性により、プロセッサの顧客は、機械アクセラレータ、ネットワーク処理、セキュリティアウトレイ、ストレージコントローラなどのドメイン固有のワークロードに対して最適化を行うことができ、それにより、処理効率を大幅に向上させ、設計コストを削減することができる。また、RISC-Vは、技術的な観点からもビジネス的な観点からも、パートナー企業の他のドメイン固有のIPとの連携が非常に容易だ。RISC-Vは最近では、UnixやUnixオペレーティングシステムのようなものになりつつある。アリババのAliOSのLinuxディストリビューションでも完全にサポートされている。ツールチェーンがますます成熟してきているので、ソフトウェア体験をさらに向上させ、ソフトウェア開発コストを削減することができる」

XT910はRISC-V 0.7.1 Vector Extensionをサポートし、AIアクセラレーション用のベクトルエンジンを搭載しており、台湾セミコンダクター・マニュファクチャリング(TSMC)の12ナノメートルFinFETプロセスをベースにしている。1クラスタあたり最大4コアのクラスタベースのマルチコア設計で、各コアは32KB~64KBのL1データキャッシュと32KB~64KBのL1命令キャッシュをサポートする。また、性能と効率を向上させるために2つ以上の予測メカニズムを実装したハイブリッド分岐予測器を搭載している。また、複数のコアを同期させたり、メモリアクセスを高速化したりして性能を向上させるRISC-V Turbo機能を搭載していますが、他のRISC-Vチップとの完全な互換性を実現するためにオフにすることも可能だ。

フロントエンドには8つのフェッチ命令、3つのデコード命令、8つの発行命令を1サイクルで実行するディープ・スーパースカラ・アウトオブオーダー・パイプラインを搭載し、バックエンドにはアウトオブオーダーのメモリ・アクセス、専用のブランチ処理、アウトオブオーダーのベクトル・コンピューティングを搭載しています。マルチコア相互接続は、デカップリングされたプロセッサ・インターフェース・ユニット(PIU)、MOESIコヒーレンス・プロトコル、最大8MBの設定可能なL2キャッシュを特徴としている。

AIは、生成される大量のデータをシステムが管理・分析できるようにするために必要なインテリジェンスを追加するための鍵となる。以下は、AIに最適化されたVector Extensionの詳細で、1クラスタあたり300GFLops以上のFP16の計算能力を備えている。

Puは、このチップは現在市場で最も高性能なRISC-Vプロセッサであると述べたが、SiFiveがより高性能なU84プロセッサを開発中であることを付け加えた。ただし、U84については詳細な情報がないため、以下のグラフには含めていない。

Alibabaは、このチップの能力を、2017年に登場したHuaweiのAI対応モバイルプラットフォーム「Kirin 970」の基盤となる「Arm Cortex-A73」と比較した。テストに使用されたXT910チップは、同じL1キャッシュサイズに設定されていた。以下の結果は、ベンチマークパラメータの多くでアリババチップがCortex-A73を凌駕していることを示しているが、XT910はまだ若いチップであり、より多くの作業が必要であることをPuは認めている。

XT910がどのように展開されるのかはまだわからない。同社はこのチップをAlibaba Cloudで使用しており、同社のWujian SoCプラットフォームで使用することができる。さらに、同社はチップのアーキテクチャをオープンソースコミュニティで利用できるようにすることを計画しており、この目標に向けてコミュニティグループと協力しているとPuは述べた。

「Xuantieシリーズの意図は、非RISC...プロジェクトと競合するのではなく、むしろオープンソースのRISC-Vコミュニティに貢献することにある」と同氏は述べた。

XT910チップは、同社が展開を計画しているファミリの最初のチップでもある。Pu氏は、XT910とは反対側の低消費電力チップであるXT902について話した。これは、Trusted Execution Environmentを搭載し、ArmのCortex-M0と同じマイクロコントローラクラスのチップ。同社は他にも、XT903、905、907、908など、異なる組み込み性能と電力レベルを持つ3つのチップを開発中という。

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