電子發燒友網報道（文/吳子鵬）近日，在德國紐倫堡舉行的 Embedded World 2022 大會上，致力于為全球半導體技術客戶開發用于超低功耗和面積受限的數字設備的高性能圖形、顯示控制器和機器學習IP技術公司Think Silicon正式對外展示業界首款基于RISC-V的GPU。該公司 IP 許可、銷售和營銷總監 Ulli Mueller 表示，“推出首款基于 RISC-V 的 GPU 是圖形行業和 ThinkSilicon 的一個重要里程碑。”

無論是業界動態還是RISC-V國際組織相關人員的公開發言，RISC-V都是一款全方位挑戰ARM架構的新型處理器架構，在ARM架構擅長的CPU、NPU、MCU和系統IP領域，我們都看到了RISC-V架構的身影，而現在業界首款基于RISC-V的GPU已經被展示，產業來到爆發的前夜。

Think Silicon和RISC-V GPU

在RISC-V GPU領域，Think Silicon是最早的一批入局者。2019年12月，Think Silicon便宣布，推出了業界首款基于RISC-V ISA的3D GPU NEOX | V。

介紹資料顯示，NEOX是一種基于 RISC-V RV64C ISA 指令集和自適應 NoC 的并行多核和多線程 GPU 架構，內核數量分為4核、16核和64核。

通過上圖能夠看出，NEOX系列GPU的主頻是一樣的，都是800MHz，算力和線程總數會因為核心數量的不同而有所差異，其中64核產品能夠提供204.8 GFLOPS的FP32計算吞吐，409.6 GFLOPS的FP16，線程總數為4096。Think Silicon指出，多線程降低了外部內存控制器的延遲，讓整個陣列保持高數據吞吐量。

根據Think Silicon新聞稿的介紹，NEOX系列GPU還支持可選的 FP64 和 SIMD 指令。

NEOX IP具有自定義用戶指令的各種配置可能性，使其能夠靈活地配置關鍵應用程序，例如計算機圖形、機器學習、視覺/視頻處理和通用計算等，適用的應用領域包括GPGPU、人工智能、視覺處理、視頻處理和計算機圖形學等。

通過上圖的方案架構能夠看出，NEOX系列GPU提供AI定制的ISA擴展，可變長度數據類型的 SIMD 矢量，統一著色器架構，以及專用硬件模塊等，為實現產品差異化和創建定制獨特設計提供強大的支持。

Think Silicon并非獨行

綜合目前市場消息來看，Think Silicon并非是RISC-V GPU賽道上的孤勇者，無論是芯片大廠，還是初創企業，均有意向這個領域靠攏。

在傳統芯片大廠方面，包括英偉達、三星、英特爾、高通和Imagination等都在探索RISC-V，雖然目前動作可能還是在GPU周邊，但是以這些廠商的產品布局來看，走上RISC-V GPU賽道是遲早的事情。

比如三星，早在2019年該公司就推出了多款基于RISC-V架構的芯片，并在該年度硅谷舉行的RISC-V峰會上展示了采用RISC-V架構來設計5G毫米波射頻芯片。三星當時就表示，將采用RISC-V架構來設計公司即將推出的各類芯片，而GPU是三星的產品之一，雖然目前還沒有發布，但三星絕對是RISC-V GPU的一份子。

而英偉達則已經將RISC-V應用到GPU控制器部分，未來難免不會以RISC-V作為GPU的內核。同時，此前就有研究人員在名為 Vortex的RISC-V GPGPU 項目上啟用 CUDA 軟件支持的消息，據悉硬件核心為 RV32IMF ISA，配置為1核到32核。

對于英特爾，很多人都知道英特爾投資了28億元建立了研究實驗室，在做RISC-V處理器方面的研究，而GPU作為重要的協作器件，英特爾定然不會放棄這方面的研究。

而高通和Imagination雖然也還沒有推出RISC-V GPU，但前者已經將RISC-V應用到移動處理器里，后者則是已經推出了GPU+RISC-V，因此兩家公司也是RISC-V GPU的潛力股。

除了這些傳統的芯片巨頭，電子發燒友網曾公開報道過VeriGPU，這是一個開源RISC-V項目，作者是來自人工智能呼叫中心自動化公司ASAPP的一名研究工程師Hugh Perkins。VeriGPU專門面向機器學習，并計劃讓其支持PyTorch深度學習框架。

而在2021年，美國的Pixilica還曾與RV64X合作，提出了一套新的圖形指令集，旨在融合CPU-GPU ISA。RV64X是可擴展的架構，用戶定義的基于SRAM的微代碼可用于實現擴展，例如自定義光柵化器階段、光線跟蹤、機器視覺和機器學習。RV64X可以實現RISC-V CPU+RISC-V GPU的單核設計，也可以打造具有高度擴展性的RISC-V CPU+多核RISC-V GPU設計。

寫在最后

正如上文所述，目前各大有GPU產品的廠商都在鉆研RISC-V，而Think Silicon的動態無疑將會加速產業進程，讓一眾廠商在RISC-V GPU上加大創新力量。所謂星星之火可以燎原，Think Silicon已經把RISC-V GPU的火燒起來了，產業大爆發是可以預見的。