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美國的Pixilica已與RV64X合作，提出了一套新的圖形指令集，旨在融合CPU-GPU ISA，并將其用于3D圖形和媒體處理，從而為FPGA創(chuàng)建了開源參考實現(xiàn)。

RV64X的參考實現(xiàn)包括了指令/數(shù)據(jù)SRAM緩存(32KB)，微碼SRAM(8KB)，雙功能指令解碼器，實現(xiàn)RV32V和X的硬連線，用于自定義ISA的微碼指令解碼器，四向量ALU( 32位/ ALU –固定/浮動)，136位寄存器文件(1K元素)，特殊功能單元，紋理單元和可配置的本地幀緩沖區(qū)。

該實現(xiàn)的設(shè)計足夠靈活，因此可以實現(xiàn)自定義pipeline階段，自定義幾何/像素/幀緩沖階段，自定義細分器和自定義實例化操作。通過定制的可編程性和可擴展性對該實現(xiàn)進行了優(yōu)化，使其體積小巧且面積小。

Europena工具開發(fā)商Codasip的高級市場總監(jiān)Roddy Urquhart說，這是RISC-V生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢之一。

他說：“ RV64X GPU對于R5生態(tài)系統(tǒng)而言是一次了不起的勝利。” Codasip的Roddy Urqhart表示：“如果要創(chuàng)建特定于域的處理器，關(guān)鍵活動之一就是選擇符合您軟件需求的指令集架構(gòu)(ISA)。”

“有些公司是從頭開始創(chuàng)建指令集的，但是如果您有這樣的ISA，則可能要付出移植軟件的代價。今天，RISC-V開放式ISA可以提供一個很好的起點和一個軟件生態(tài)系統(tǒng)，”他說。

RISC-V ISA以模塊化的方式設(shè)計，使處理器設(shè)計人員不僅可以添加任何標(biāo)準(zhǔn)擴展，還可以創(chuàng)建自己的自定義指令，同時保持完全的RISC-V兼容性。

他僅用47條指令就指出了RISC-V(RV32I)的基本ISA。使用此基礎(chǔ)集比創(chuàng)建具有類似功能的專有指令要容易得多，并且意味著該軟件已經(jīng)可以從RISC-V生態(tài)系統(tǒng)中獲得。

許多用例需要乘法，這表明[M]擴展會有用，并且利用16位壓縮[C]指令來提高代碼密度是明智的，因此通常使用數(shù)量為101條指令的RV32IMC集。

使用RISC-V作為起點將確保直接使用通用軟件(例如RTOS或協(xié)議棧)即可。如果您還需要浮點計算，那么RV32GC(G = IMAFD)指令可能是合適的，此外還包括原子[A]，單精度浮點[F]和雙精度浮點[D]擴展。甚至RV32GC也只有164條指令。

由于易于使用，因此標(biāo)準(zhǔn)擴展名是一個方便的選擇。但是，有些可能會大大增加指令集的復(fù)雜性。例如，打包的SIMD擴展的完整集合[P]添加了331條附加指令。在許多情況下，可以使用定制指令為特定應(yīng)用提供足夠的增益，而潛在的硅面積和功耗開銷則更低。

“為特定領(lǐng)域的處理器選擇了起點，然后有必要弄清楚需要哪些特殊指令來滿足您的計算要求。這需要仔細分析您需要在處理器核心上運行的軟件。概要分析工具可以識別計算熱點，一旦知道了這些熱點，設(shè)計人員就可以創(chuàng)建自定義指令來解決這些熱點，”他說。

這使設(shè)計人員可以通過嘗試添加或刪除指令，然后再次對軟件進行性能分析以及評估更改是否實現(xiàn)了目標(biāo)來進行迭代。這可以在開源指令集模擬器和工具鏈(例如GNU或LLVM)中完成，但是手工修改這些工具對于工具鏈專家來說是一件很麻煩的事情。

另一種方法是使用處理器描述語言描述指令集。“在Codasip Studio中，可以使用CodAL處理器描述語言創(chuàng)建處理器的指令精確(IA)模型。可以從以下位置自動生成包括編譯器，指令集模擬器(ISS)，調(diào)試器和分析器的SDK”，Urquhart說。

通過高級別描述ISA并自動生成SDK，可以快速迭代實驗以擴展指令集。這樣，可以為特定于域的處理器(有時稱為專用指令處理器(ASIP))選擇經(jīng)過充分優(yōu)化的ISA。與手動更改相比，自動生成SDK不僅更快，而且更不容易出錯，這意味著設(shè)計過程更便宜，更可預(yù)測，從而避免了不必要的風(fēng)險和路線圖中斷。