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0 8 2024 Elektronik 13 Impulse als Spezifikationen die frei zugänglich sein sollten sodass jedes Unternehmen sie ohne Einschränkungen für den Entwurf und die Implementierung von Prozessoren verwenden kann Ein Beispiel dafür ist RISC-V ➔ Ebene 2 Open-Source-Design – De - tails der Implementierungsebene sollten frei zugänglich sein z B Quellcodes Dokumente usw In diese Kategorie fallen Projekte wie RocketChip BOOM und XiangShan ➔ Ebene 3 Open-Source-Tools – Designund Verifikationswerkzeuge Plattformen und andere wichtige Tools sollten quelloffen sein Beispiele auf dieser Ebene sind OpenRoad und die agile Entwicklungsmethodik »MinJie« Implementierungsdetails und EDA-Werkzeuge Auch wenn RISC-Vweltweit stark an Bedeutung gewonnen hat ist die Zahl der erfolgreichen Open-Source-Chipprojekte der Ebenen 2 und 3 nach wie vor begrenzt Daher seien hier zwei Projekte vorgestellt die RISC-V-CPU XiangShan [3] und die agile-Entwicklungsmethodik MinJie [4] die beide Open-Source und frei zugänglich sind veröffentlicht auf MICRO‘22 und ausgewählt als IEEE MICRO Top Picks Es ist bemerkenswert dass sowohl XiangShan als auch MinJie in der Branche breite Akzeptanz gefunden haben Die Gründung des Beijing Institute of Open Source Chip BOSC einer Non-Profit-Organisation NPO die von 18 prominenten Unternehmen unterstützt wird unterstreicht das Engagement die Entwicklung von XiangShan und MinJie in Zusammenarbeit mit Industriepartnern voranzutreiben Vorrangiges Ziel ist es XiangShan zu einer beispielhaften Forschungsplattform zu machen die zeigt wie Wissenschaft und Industrie zusammenarbeiten können Die neueste Generation V3 von XiangShan hat sich als die leistungsstärkste CPU unter allen Open-Source-Prozessoren herauskristallisiert und eine wettbewerbsfähige Grundlage für die zukünftige Forschung in der Computerarchitektur geschaffen Einerseits überwindet die Entwicklung der XiangShan-Prozessoren bedeutende Herausforderungen und fördert ein innovationsfreundliches Umfeld Andererseits ist XiangShan mit dem MinJie-Entwicklungswerkzeug ein Beispiel für die Umsetzbarkeit dieses neuen Entwicklungskonzepts das weitere Forschungsund Entwicklungsteams ermutigen könnte diesen Ansatz ebenfalls zu übernehmen Wie im MICRO‘22-Beitrag gezeigt wird hat ein Doktorand im dritten Jahr innerhalb weniger Stunden eine Mikroarchitekturtechnik auf XiangShan implementiert und ihre Leistungsfähigkeit mit MinJie-Tools validiert Darüber hinaus erleichtert die Unterstützung durch die Industrie das Tapeout also die Erstellung der Masken zur Halbleiterproduktion Dadurch können Forschungsideen in erprobte Silizium-Muster umgesetzt werden was die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie beschleunigt Als Open-Source-Tool hat MinJie verschiedene Entwicklungswerkzeuge integriert und wird weiterentwickelt mit neuen Funktionen wie Leistungsmodellierung formaler Verifikation und sicheren Enclaveprof Yungang Bao ist stv Direktor an der University of China‘s Academy of Sciences Institute of Computing Technology ICT Bild 2 Zielvorstellung eines Open-Source Chip-Ökosystems Bild ICT Referenzen [1] Ceze l Wenisch T Hill m et al Architecture 2030 at IsCA 2016 http arch2030 cs washington edu slides arch2030 intro pdf [2] Agile and Open Hardware for Next-Generation Computing sIGARCH Visioning Workshop 2019 https sites google com view agileandopenhardware [3] Xianshan Open source RIsC-Vprocessor project https github com Open-Xiangshan Xiangshan [4] Towards Developing High performance RIsC-Vprocessors using Agile methodology 55th Ieee ACm International symposium on microarchitekture mICRO 2022 https github com OpenXiangshan Xiangshandoc blob main publications micro2022-xiangshan pdf Tools In Verbindung mit XiangShan hat es das Potenzial als aktive Plattform für die Validierung neuartiger Methoden auf realen groß angelegten Chipdesigns zu dienen Fast das gesamte Chipdesign aus Open-Source Seit 2016 sind acht Jahre vergangen doch die Vision »Hardware so einfach zu entwerfen schreiben wie Software – quelloffen« ist nach wie vor lebendig Wie wird der Stand des Open-Source Chip-Ökosystems in weiteren sieben Jahren sein? Ich bin der festen Überzeugung dass diese Vision irgendwann Wirklichkeit werden wird wenn auch nicht bis 2030 Bis dahin ist es denkbar dass bis zu 90 % der Codezeilen eines Chipdesigns aus einem in sich geschlossenen Open-Source Chip-Ökosystem stammen könnten das eine Fülle von Open-Source-Komponenten für den agile Entwurf kundenspezifischer Designs umfasst Bild 2 jk