StarFive Dubhe-100 – คอร์ RISC-V 64 บิตที่รองรับ RVA23 สำหรับงานประสิทธิภาพสูง

StarFive เปิดตัวคอร์ประมวลผล RISC-V 64 บิตประสิทธิภาพสูงตัวใหม่จากตระกูล Dubhe โดยรุ่น Dubhe-100 นี้รองรับมาตรฐาน RVA23 และถูกออกแบบมาสำหรับเซิร์ฟเวอร์และงาน HPC รวมถึงแอปพลิเคชันประสิทธิภาพสูงอื่นๆ

IP Core ของ Dubhe-100 รองรับคะแนน SPECint2006 ที่ 15/GHz รองรับส่วนขยาย Vector และ Vector Crypto และใช้สถาปัตยกรรมแบบ Out-of-Order เชิงลึก พร้อม pipeline 15 ขั้น และสามารถออกคำสั่งได้สูงสุด 6 คำสั่งต่อรอบ (6-wide issue))

คุณสมบัติและสเปคที่สำคัญของ StarFive Dubhe-100:

ISA – RV64GCBVH
Pipeline 15 ขั้น, 6-issue
สถาปัตยกรรม Superscalar และการประมวลผลแบบ Deep Out-of-Order
รองรับการทำงานแบบ Cache Coherence สำหรับระบบหลายคอร์
รองรับ Instruction Fusion
รองรับ AIA 1.0
ประสิทธิภาพ
- SPECint2006: 15/GHz
- Dhrystone v2.2: 10.0/MHz (ค่าที่ถูกต้องตามข้อกำหนด/Legal)
HPM (Hardware Performance Monitor)
- รองรับมาตรฐาน RISC-V HPM
- สามารถวิเคราะห์ระดับ Microarchitecture เพื่อช่วยวิเคราะห์และปรับแต่งประสิทธิภาพ
PMP และ PMA (Physical Memory Protection / Physical Memory Attributes)
- รองรับพื้นที่ PMP ที่กำหนดค่าได้จำนวน 16/32/64 regions โดยแต่ละโซนมีขนาดพื้นที่ขั้นต่ำ 4,096 ไบต์ต่อ region
- รองรับ PMA ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและ Svpbmt
Debug & Trace
- โมดูล Debug มาตรฐานที่สอดคล้องกับ RISC-V Debug Specification
- อินเทอร์เฟซ Trace มาตรฐานที่สอดคล้องกับ RISC-V Trace Specification
การจัดการพลังงาน
- กลไก WFI ในระดับคอร์
- Clock Gating ในระดับคอร์และคลัสเตอร์
- รองรับสถานะประหยัดพลังงานระดับคอร์/คลัสเตอร์ ได้แก่ ON / OFF / Retention
- รองรับการปรับความถี่ในระดับคลัสเตอร์ (Cluster-level Frequency Scaling)TKU (Trunk Unit)
TKU (Trunk Unit)
- ROB (Reorder Buffer) ขนาด 512 entries, 6-way Decode/Rename/Commit
- Integer Physical Register File ขนาด 256 entries
- Floating-point/Vector Physical Register File ขนาด 256 entries
VPU (Vector Processing Unit)
- รองรับการประมวลผลจำนวนเต็มขนาด 8/16/32/64 บิต, รองรับ Floating-point ตามมาตรฐาน IEEE 754-2008 ที่ 16/32/64 บิต
- รองรับ BF16 Floating-point
- VLEN = 2 × DLEN = 256
- Vector Pipeline จำนวน 2 ชุด
- Floating-point Pipeline จำนวน 2 ชุด ซึ่งใช้ VPU ร่วมกัน
IFU (Instruction Fetch Unit)
- แยก Instruction Fetch ออกจาก Branch Prediction
- Fetch Width: 32 ไบต์ต่อรอบ
- มี RAS Predictor สำหรับคำสั่ง Return
- มี IJTP Predictor สำหรับคำสั่ง Indirect Jump
- ใช้ Branch Predictor แบบ TAGE สำหรับ Conditional Branch
MMU
- รองรับโหมด Bare, Sv39 และ Sv48 ตาม RISC-V Privileged Specification
- L1 ITLB แบบ Fully Associative จำนวน 16 entries
- L1 DTLB แบบ Fully Associative จำนวน 64 entries
- STLB แบบ 5-way Set Associative จำนวน 128 entries
- รองรับการตรวจสอบ Parity ที่กำหนดค่าได้

การพัฒนาซอฟต์แวร์สามารถทำผ่าน StarStudio IDE ของ StarFive โดยมี SDK สองประเภท ได้แก่

Bare Metal SDK – ประกอบด้วย GCC/LLCM Toolchains, GDB, OpenOCD ที่ build ไว้ล่วงหน้า และโปรเจกต์ตัวอย่าง
Linux SDK – ประกอบด้วย Yocto, Linux Kernel 6.18, OpenSBI, U-Boot และเครื่องมือสำหรับการพัฒนาบน Host

ทั้งสอง SDK ยังไม่เปิดให้ดาวน์โหลดในตอนนี้ แต่ผมคาดว่าเมื่อ SoC เชิงพาณิชย์ที่ใช้ Dubhe-100 วางจำหน่ายเมื่อใด SDK เหล่านี้จะถูกปล่อยออกมา หรือไม่ก็มีการอัปเดตเวอร์ชันเดิมในบัญชี GitHub ของ StarFive

หนึ่งในลูกค้ากลุ่มแรกของ Dubhe-100 คือ LECARC ซึ่งกำลังออกแบบ Server SoC ที่ใช้ IP Core รุ่นใหม่นี้ นอกจาก SoC สำหรับ HPC และ Data Center แล้ว คาดว่า Dubhe-100 ยังสามารถนำไปใช้ในชิปสำหรับงานต่าง ๆ เช่น การประมวลผล LLM Inference, AI Agents, AI Inference, Computer Vision, Smart NIC Controller, Distributed Storage Controller และผลิตภัณฑ์ด้าน Infrastructure อื่น ๆ สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่หน้าผลิตภัณฑ์