Micro Magic、世界最高性能のRISC-Vコアを開発したと主張

吉田拓史 -

米半導体設計企業Micro Magicは、11万CoreMarks/Wattで世界最高性能/パワーの64ビットRISC-Vコアを発表した。Micro Magicの共同設立者であるMark Santoro博士は、5GHzで世界最速のRISC-Vで13,000 CoreMarksを達成した後、70mW以下の消費電力で3GHzで8,000 CoreMarks以上を生成することで、新たなマイルストーンを達成したと発表した。

同社の発表によると、11万CoreMarks/Wattを3GHzから5GHzの範囲の既存のプロセッサと比較するために調査したところ、Micro Magic RISC-V CPUは、どのCISC/RISC/MIPS実装よりも10倍以上優れていることがわかった。「携帯電話のようなアプリケーションでは、1回の充電で丸1日使えるか、数回使えるかで大きな違いが出る」とMicro Magicの共同設立者であるLee Tavrow博士は述べている。「一般的に低消費電力のデバイスは性能もかなり低いが、当社のIPを使用することで、世界最速の5Ghzの速度と70mWと3GHzの低消費電力の両方を同じデバイスで実現することができる」。

Micro MagicのCPUは、現時点ではシングルコアとシングルスレッドだが、Huang博士によると、25コアの部品として簡単に構築できるという。Micro Magicは、3GHz、4.25GHz、5GHzでのパフォーマンスの数値とスクリーンショットを提供している。最大限に電力効率の良い3GHzのクロックレートでは、Micro Magic CPUはRyzen 4700uまたはApple M1のCoreMarksの約4分の1のスコアを記録している。最大のパフォーマンスを発揮する5GHzのクロックレートでは、Ryzen 4700uやApple M1の3分の1強の性能を発揮する。

これは、現在の形態のMicro Magicチップが、電話やラップトップアプリケーションにおける従来のARMやx86 CPUの世界クラスの競合相手ではないことを示しているが、以前のRISC-V実装よりもはるかに近い。電力効率の良い3GHzのクロックレートでは、Micro Magic CPUは、例えば、SiFive社のFreedom U540 CPUがシングルスレッドで動作している場合と比較して、約3倍の速度を実現している。5GHzでは、SiFiveの4つのコアすべてを凌駕する。

Ars Technicaに寄稿したJim Slaterによるテストによると、電力効率ではMicro Magic CPUはRyzenとAppleのプロセッサを圧倒的にリードしている。4.25GHzでは、Micro MagicはRyzen 4700Uと同じ作業負荷を3分の1以下の電力で達成することができ、3GHzでは、この数字は必要な電力の8分の1以下に急落する。

Micro Magic, Inc. RISC-V chip running at 3.08GHz consuming 0.69mW with a CoreMark score of 8,200. Image via Micro Magic

スマートフォン市場に機会

LinuxオペレーティングシステムはすでにRISC-Vアーキテクチャをサポートしているので、ヘッドレスまたはそれに近いヘッドレスコントローラで、まともな性能と非常に高い電力効率を必要とする場合、Micro Magicの新しいCPUは、ほとんどの場合、そのような用途に適していると思われる。もちろん、消費者に優しいシステム全体の話を始めると、物事はかなり複雑になる。非ARMアーキテクチャをベースにしたAndroid携帯電話全体を作成することは、はるかに大きな事業になる可能性がある。

Micro Magicの数字に基づくならば、すでにいくつかの堅実な携帯電話用CPUの性能を上回っている。効率の良い最初の3GHzのクロックレートでさえ、Micro Magic CPUはQualcomm Snapdragon 820を上回った。Snapdragon 820は、もはやワールドクラスではないが、サムスンのGalaxy S7の米国版に搭載されていたプロセッサでもある。

EMBCが発表したSnapdragon 820のシングルコアスコアとAnandtechのシングルコアCPUパワーテスト結果を使用すると、1ワットあたり約16,000 CoreMarksが得られる。これは、シングルスレッドで動作するRyzen 4700uの3倍の効率で、Ryzenが最適なマルチスレッドのワークロードを実行している場合には、Ryzenと同等以上の性能を発揮する。言い換えれば、Micro MagicのプロトタイプCPUは、合理的な最新のスマートフォン用CPUと比較して、大幅に高速であり、電力効率が非常に高いということになる。

Micro Magicの新しいプロトタイプは、Linuxがすでにネイティブで動作している命令セットを使用して、わずかな電力予算でスマートフォン級の性能を実現している。

Micro Magicは1995年に設立され、Juniper Networks社に2億6000万ドルで買収された。2004年にスピンアウトし再び独立企業になった。

Micro Magicは、新しいRISC-VデザインをIPライセンスモデルを用いて顧客に提供する予定だ。RISC-Vの設計のシンプルさは、最新のARMアーキテクチャの約10分の1のオペコードを必要とし、RISC-VのCPU設計は、他の設計とウェーハ上のスペースを共有してシャトルランで構築できるため、製造上の懸念をさらに単純化する。

とはいえ、例えば商用のAndroidなどスマートフォンのエコシステム全体を新しいアーキテクチャに移植するのは大規模な作業になる。カーネルだけでなく、GPUからWi-Fi、LTEモデムに至るまでのすべてのハードウェアのドライバなど、オペレーティング・システム自体の構築に加えて、サードパーティのアプリ開発者は、新しいアーキテクチャに対応した独自のアプリケーションを再コンパイルする必要がある。

それでも、これはエキサイティングな開発だ。この新しいデザインは、効率の記録を大幅に更新しながらも、性能が良いように見えるだけでなく、競合他社よりもはるかに思想的にオープンなデザインを採用している。RISC-V ISAは、x86やARM、MIPSとは異なり、オープンでロイヤリティフリーのライセンスで提供されている。