传奇CPU系统架构师再创业Nuvacore:在选择指令集之前先构建设计CPU IP

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今年早些时候,由传奇 CPU 和系统架构师 Gerard Williams、John Bruno 和 Ram Srinivasan 创立的 CPU 初创公司 Nuvacore 打破沉默,宣布将 “改写硅芯片规则”,但并未透露具体计划。周四,该公司终于打破沉默,宣布将采用一种不同寻常的开发方法,即在确定具体指令集架构(ISA)之前,先设计其 CPU 核心 IP 的很大一部分。

传统上,CPU 开发人员在开发新处理器项目之初,就已经选定了特定的指令集架构(ISA),例如 Arm、RISC - V 或 x86。尽管现代高性能处理器会将指令翻译成内部微操作,从而将 ISA 与大部分底层执行流水线分离,但指令集仍然会影响众多架构决策,包括指令解码、寄存器处理、内存排序,以及软件兼容性。

Nuvacore 表示,其 “核心优先” 策略至少部分逆转了这一流程。该公司工程师并非围绕预先设定的指令集架构 (ISA) 的要求和限制来设计 WarpCore,而是独立于特定 ISA 开发了相当一部分基础 CPU IP。在很大程度上,这种方法可以比作围绕发动机来开发汽车,而不是试图将发动机硬塞进一个已经开发的平台。

该公司在声明中表示:“我们不是先在现有架构的限制下进行迭代,而是从核心本身入手。”

因此,团队或许能够更好地专注于核心的微架构,并针对现代数据中心和人工智能基础设施(公司的目标应用)中典型的性能、能效和持续工作负载对其进行优化。Nuvacore 计划稍后根据自身及其合作伙伴计划构建的系统,选择最合适的指令集。

CPU 设计的指令集独立性显然存在局限性。最终,WarpCore 需要围绕其选定的指令集设计前端逻辑,而这些架构要求不可避免地会影响处理器的其他部分。尽管如此,现代 CPU 的重要组件 —— 例如执行单元、分支预测单元、数据通路、缓存以及部分内存子系统 —— 都可以在最终确定所有与指令集相关的实现决策之前进行开发和评估。

除了没有披露其 ISA(这可以说是围绕该项目最大的未解之谜)之外,Nuvacore 也没有披露该项目的进度安排、配置、制造工艺、功率或性能目标,不过鉴于缺乏 ISA 承诺,可以说其余细节并不那么重要。

目前,Nuvacore 对 WarpCore 的唯一披露是,它是一种 “专为满足 AI 基础设施和现代数据中心持续性能和能效要求而设计的新型通用 CPU”。

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Nuvacore 最近的招聘热潮包括:David Williamson 担任硬件工程高级副总裁(以其在 Apple Silicon 上的工作而闻名),Jon Carvill 担任市场营销和传播高级副总裁(以其在 Metal、Intel、Qualcomm、Global Foundries、AMD 和 Nuvia 的工作而闻名),Sara Feulner 担任运营高级副总裁(以其在 Acutane 的工作而闻名),以及 Anthony Scarpino 担任软件高级副总裁(以其在 Qualcomm 推进定制 CPU 技术的工作而闻名)。

隆重介绍 WarpCore;这是 Nuvacore 公司正在开发的新型 CPU 内核的名称。这款芯片将被设计成一款 CPU,与传统设计不同,WarpCore 采用 “核心优先” 的设计理念。

“核心优先” 的本质在于,在确定指令集之前,先开发并构建大部分 CPU IP。Nuvacore 声称,通过这种方法,其团队能够灵活自由地构建最佳核心架构,而无需受制于任何指令集架构(ISA)。这种自由度似乎将有助于 Nuvacore 解决当前芯片制造流程中普遍存在的三个关键问题:性能、效率和可扩展性。

在性能方面,Nuvacore 的 WarpCore 据称旨在为当今高要求的工作负载(例如超大规模数据中心和 AI 基础设施)提供 “顶级性能”。在能效方面,该公司将专注于通过降低功耗、最大化每瓦性能和每毫米硅片性能来提升架构的每瓦性能/瓦特效率。

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