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CPU: Sifive erweitert schnellsten RISC-V-Kern um Vektor-ALU

Der neue RISC-V-Kern P670 von Sifive soll eine vergleichbare Leistung zu ARMs Cortex-A78 haben, aber deutlich weniger Fläche benötigen.

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Chips von Sifive nutzen RISC-V. (Bild: Sifive)

Die RISC-V-Spezialisten von Sifive haben mit dem P670 und dem P470 zwei neue Prozessorkerne auf Grundlage der freien Befehlssatzarchitektur veröffentlicht. Dabei handelt es sich um leicht aktualisierte Varianten der im vergangenen Jahr vorgestellten Kerne P650 und P550. Die größte Neuerung im Vergleich zum Vorjahr ist die Integration der Ausführeinheiten für Vektorinstruktionen.

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Der Chip-Designer Sifive unterstützt zwar bereits schon länger Vektorinstruktionen. Offiziell standardisiert ist diese Befehlssatzerweiterung allerdings erst seit dem vergangenem Jahr 2021. Der Kern P270 unterstützte bereits eine Release-Candidate-Version der Vektorerweiterungen. Die Kerne P670 und P470 folgen nun mit dem Support für die erste stabile Version dieser Erweiterung. Hinzu kommt die RISC-V Vector-Cryptography-Erweiterung.

Schnelle RISC-V-Chips als ARM-Konkurrenz

Hergestellt in einem 5nm-Prozess soll der P670 eine maximale Frequenz von bis zu 3,4 GHz erreichen. Pro Kern stehen je 32 KByte L1-Daten/Instruktionen-Cache bereit sowie ein L2-Cache mit 256 bis 512 KByte L2-Cache. Das ist teils deutlich weniger als die maximal mögliche Größe der Speicherbausteine der im vergangenen Jahr erstmals vorgestellten 600er-Serie. Als L3-Cache stehen 16 MByte zur Verfügung.

Der P670-Kern verfügt über zwei 128 Bit breite Vektor-ALUs und unterstützt eine Virtualisierung per Hypervisor samt separater IOMMU. Hinzu kommen eine neue Interrupt-Architektur (AIA) und bessere Unterstützung für Message Signal Interrupts (MSI). Sifive vergleicht den P670 direkt mit ARMs Cortex-A78. Trotz der Hälfte der Fläche soll der Sifive-Kern dabei nur etwa 5 Prozent weniger Integer-Leistung (SpecINT2066) liefern. Gedacht ist der Chip zum Beispiel für den Einsatz in Smartphones.

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Der kleinere P470 ist hingegen für Wearables und Smart-Home-Geräte gedacht und verfügt nur über eine 128 Bit breite Vektor-ALU. Der ebenfalls vorgestellte P450 enthält dann gar keine Vektoreinheit mehr, ist sonst wohl aber weitgehend identisch mit dem P470. Sifive vergleicht den P470 mit ARMs Cortex-A55. Bei ähnlicher Fläche und einem ähnlichen Energiebudget soll der Sifive-Kern dabei das 2,75-Fache an Leistung erzielen.

Die von Sifive aufgeführten Tests der Benchmarks-Suite gelten aber inzwischen als überholt. Darüber hinaus vergleicht Sifive seine Chips nicht mit der aktuellen Generation von ARM, den A710 und A715 beziehungsweise dem A510.