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香蕉派开发板BPI-F3 RISC-V开发板正式公开发售

发布日期:2024-05-07 点击次数:871
香蕉派 BPI-F3 RISC-V 开源硬件开发板正式公开发售


香蕉派BPI-F3是一款工业级 8核RISC-V开源硬件开发板,它采用进迭时空(SpacemiT) K1 8核RISC-V芯片设计,CPU集成2.0 TOPs AI计算能力。8G DDR和16G eMMC。2个GbE以太网接口,4个USB 3.0和PCIe M.2接口,支持HDMI和双MIPI-CSI摄像头。



SpacemiT K1是一款八核64位RISC-V AI CPU。基于RISC-V开放指令集架构,致力于打造更节能、更通用的AI处理器平台,推动全球开源、开放生态计算能力建设。进迭时空推出的K1芯片在设计和生态上采取了开放策略。以通用CPU为基础,结合少量DSA定制(符合RISC-V IME扩展框架)和大量微架构创新,以通用CPU的包容性最大程度的复用开源生态的成果,在兼容开源生态的前提下,提供TOPS级别的AI算力,加速边缘AI应用。这意味着K1芯片可以避免低质量的重复开发,并充分利用开源资源的丰富性和灵活性,以较小的投入快速部署。

基于进迭时空的AI技术路线,以轻量化插件的方式,通过开放的软件栈,使得K1芯片能够在短时间内支持大量开源模型的部署,目前已累计验证了包括图像分类、图像分割、目标检测、语音识别、自然语言理解等多个场景的约150个模型的优化部署,timm、onnx modelzoo、ppl modelzoo等开源模型仓库的支持通过率接近100%,而且理论上我们能够支持所有的公开onnx模型。

作为进迭时空首颗自研高性能计算芯片,K1芯片除了在AI方面取得了突破性成果,在包括存储性能、计算性能、浮点性能等芯片的三个核心性能上,相较ARM同级别的Cortex-A55

同等微架构下,存储性能大幅领先于ARM Cortex-A55

芯片存储的速度越快,计算机的运行速度也就越快,这也意味着能够更快地访问和处理数据,缩短反应时间,对于需要高效数据交换的AI终端应用场景来说,尤为重要。陈志坚博士介绍,在存储性能方面,同等微架构下,K1芯片搭载的进迭时空自研RISC-V 智算核X60™表现亮眼,大幅领先ARM Cortex-A55 15%。其中,LMbench Write单项来看,最高可达6.32GB每秒,LMbench Copy和Read,分别可达3.35GB每秒和3.56GB每秒,远超ARM Cortex-A55的读写和复制速度。此外,X60智算核在内存stream方面的各项指标也远超ARM Cortex-A55。

同等微架构下,计算性能大幅领先于ARM Cortex-A55

在各大领域的真实应用中,X60™智算核的实际计算性能也大幅领先ARM Cortex-A55。在相同工艺下,X60™智算核单位频率的性能大幅领先,这来自于之前提到的出色的各项传统CPU的性能,也来自于X60™智算核基于RISC-V Vector的强大SIMD性能。图像性能方面,最高为ARM Cortex-A55图像性能的2.14倍,压缩性能的1.2倍,绘制性能的1.19倍。

提高芯片的计算性能,也可以通过提高数据并行性能来实现。这种能力也被称为向量计算能力。事实上,AI大模型推理涉及大量的向量运算和矩阵运算,利用处理器的向量指令功能,能够加快模型的推理速度。

据发布会公布的数据显示,基于RISC-V Vector 1.0标准,X60™智算核可以提供2倍于ARM Neon的256-bit SIMD并行处理算力。相比Arm Neon指令集能在多个领域的应用情况和带来的性能提升。在图像预处理、颜色空间转换、图形学等算法性能上,X60™是ARM Cortex-A55的1.5倍。此外,进一步在LU分解,QR分解,SVD分解,Chelesky分解,Eigen分解等五大矩阵进行分解后,基于在OpenBLAS+Eigen,核心计算,sgemm的性能上的突出表现,X60智算核是ARM Cortex-A55的1.5倍。更为重要的是,X60智算核的向量计算技术,还解决了SIMD技术带来的二进制不兼容问题,使同一份代码可以跑在基于RISC-V架构的任何矢量位宽的处理器上,开发者不需要经历ARM指令集扩展和代码重写,这意味着软件维护成本将大大降低,对RISC-V生态的建设具有重大意义。

同等微架构下,浮点运算能大幅领先于ARM Cortex-A55

浮点运算能力是芯片在进行浮点计算时的速度和精确度,对于Robot Computer时代里高强度的科学计算和图型处理等密集运算的应用程序来说,浮点性能尤为关键。

陈志坚博士介绍,进迭时空随机抽取的18个应用程序进行实测后,测试结果显示,X60™智算核在14个应用程序的运行数据都大幅领先于ARM Cortex-A55。其中,在X60™智算核上运行从头计算量子化学程序GAMESS,是ARM Cortex-A55的12.2倍,称得上“遥遥领先”。 

SpacemiT K1主要用于单板计算机、网络存储、云计算机、智能机器人、工业控制、边缘计算机等。