中科院发布国产开源高性能RISC-V处理器“香山”

6月22日至25日上午，首届RISC-V中国峰会在上海科技大学举办。本届大会上中科院大学教授、中科院计算所研究员包云岗重磅发布国产开源高性能RISC-V处理器“香山”。

根据包云岗的介绍，香山是一款开源RISC-V处理器核，是在中科院计算所、鹏城实验室的支持下，通过中国开放指令生态（RISC-V）联盟联合业界企业一起开发的。北京微核芯科技有限公司提供了产业经验、联合完成结构设计及物理设计。

香山处理器基于Chisel硬件设计语言实现，支持RV64GC指令集。在香山处理器的开发过程中，团队使用了包括Chisel、Verilator 等在内的大量开源工具，实现了差分验证、仿真快照、RISC-V检查点等处理器开发的基础工具，建立起了一套包含设计、实现、验证等在内的基于开源工具的处理器前端敏捷开发流程。

值得一提的是，香山处理器二期将与微核芯科技、字节跳动、ESWIN、优矽科技联合开发。

包云岗表示，香山处理器的架构代号将以湖命名：第一版架构代号为“雁栖湖”，第二版架构代号为“南湖”，第三版、第四版和后续版本将依然以湖命名（X湖、Y湖……）。

第一版架构“雁栖湖”是一个11级流水、6发射、4个访存部件的乱序处理器核。“雁栖湖”在2020年6月代码仓库完成建立，2021年4月完成RTL代码。“雁栖湖”计划在7月基于台积电28nm工艺流片，目前频率为1.3GHz，预估SPEC CPU2006分值在7分/GHz左右。这款产品主要对标ARM A72、A73。

第二版架构“南湖”计划在今年年底流片，将采用中芯国际14nm工艺，目标频率为2GHz，SPECCPU分值达到10分/GHz。

根据介绍，“南湖”相比第一版“雁栖湖”相比性能有大幅度提高，已经接近i9-10900K的11.08/GHz，并且支持双通道 DDR 内存以及PCIe、USB、HDMI等更多功能。“雁栖湖”架构在发射宽度上已能与一些ARM高端处理器核相当，不过目前还未进行充分地优化，因此实际性能还有不小的差距。他希望未来能够通过从“雁栖湖”到“南湖”再到“X湖”、“Y湖”的新架构持续迭代优化，达到ARM A76水平的性能。

包云岗希望“香山”能够存活30年，并约定30年后再聚一聚。除此之外，香山将保持半年更新一代架构的迭代优化频率，每年2次流片并对新架构、新功能进行验证，建立规范的开源社区管理机制。网友评论表示：“首先，RISC V现在挑战的目标是ARM，而包云岗老师团队自带发起的是一项开源芯片项目，目标是要和linux一样，做一个开源芯片社区。本次开发过程中有多项突破，开发语言上，采用了chisel语言，而非传统的，verilog，同时配套做了很多工具，其次差分验证框架也是一。”

相信在更多巨头进入RISC-V领域后，RISC-V的生态会逐渐被完善，香山处理器就是迈出的重要一步。

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