飞腾处理器 (英語:FeiTeng ),又稱銀河飞腾处理器 ,是由中國人民解放軍國防科學技術大學 研制的一系列嵌入式数字信号处理器 (DSP)和中央处理器 (CPU)芯片。[ 1] 這個處理器系列的研發,是由國防科技大的邢座程 教授[ 2] 帶領的團隊負責研發。[ 3] 其商業化 推廣 則是由中国电子信息产业集团有限公司 旗下的天津飞腾 信息技术有限公司負責。[ 4]
早期產品
第一代的飛騰製品,二進位指令集可相容於英特爾 的安騰2 。第二代的處理器架構,稱為FT64(飛騰-64),是一種系統單晶片,內部整合了64位元的中央處理器核心以及64位元的流式處理器,該代產品用於銀河系列超級電腦內,作為加速處理器 使用。[ 5]
此外,還有銀河飛騰數位信號處理器,於2004年12月17日在北京通过国家鉴定;YHFT-DSP/700芯片在0.13微米工艺 下YHFT-QDSP的频率达到350MHz,性能大于11.2GOPS,功耗约2.99W。[ 6]
飛騰-1000
飛騰-1000 設計團隊 中國國防科技大學 生产商 微架構 SPARCv9 制作工艺/製程 65奈米 核心数量 8 CPU 主频 范围800 MHz 至 1000 MHz 應用平台 超級電腦
飛騰-1000(FT-1000)是銀河飛騰系列的第三代產品,採用台積電 的65奈米製程,共3.5億個電晶體邏輯閘 ,運作時脈 為0.8~1.0GHz。本代架構採用了當時OpenSPARC 開放源碼專案最新公開的UltraSPARC T2 源碼[ 7] ,可相容於SPARCv9指令集 。[ 8] 晶片內建8個CPU核心,每核心可運行4執行緒,共64執行緒;內建4通道 DDR3記憶體控制器 (每通道位寬64位元);採用3路HyperTransport匯流排 以及PCIe x8 2.0匯流排 。[ 9]
在由中国国防科技大学 和天津滨海新区 共同研制的超级计算机天河一号 A中,其中使用了2048颗国防科技大学研制的飞腾处理器(完整規格,八核64线程 ,主频1GHz)[ 10] [ 11] [ 12] 。天河一號A理論效能峰值約4.701 petaflops(該值並未計入這批飛騰處理器的貢獻)。[ 9] [ 13] 這批CPU用於機組的服務節點上。[ 1] [ 9]
飛騰-1500
飛騰-1500 設計團隊 中國國防科技大學 生产商 微架構 SPARCv9 制作工艺/製程 40奈米 核心数量 16 一級快取 每核心16KB資料快取、16KB指令快取 二級快取 每核心512KB 三級快取 所有核心共用4MB CPU 主频 范围至 1800 MHz 應用平台 超級電腦
飛騰-1500(FT-1500)處理器,仍然基於SPARCv9微架構 ,熱設計功耗 65瓦,採用台積電的40奈米製程,運行時脈1.8GHz。[ 14] FT-1500的峰值效能為115~144 GFLOPS,擁有16個CPU核心,每核心擁有8執行緒的多執行緒處理能力,支援256位元寬幅SIMD 運算,支援積和熔加運算 指令(FMA)。快取 運作的時脈比CPU核心的高,為2.0GHz,每核心擁有16KB的一級指令快取、16KB的一級資料快取以及512KB的二級快取,三級快取為所有核心共用,容量4MB,其中被分為4段,每段1MB,有4個CPU核心與之共32路組相聯。快取結構採用基於目錄的快取一致性 協定。[ 15] 此外FT-1500還支援以下特性:
在由中国国防科技大学 等单位研制的超级计算机天河二号 中,使用了4096颗FT-1500處理器作为计算节点前端处理器。[ 16]
飛騰-1500A
飛騰-1500A 設計團隊 Phytium 微架構 ARMv8 制作工艺/製程 28奈米 核心数量 4~16 CPU 主频 范围至 2000 MHz 應用平台 瘦客戶端、伺服器
FT-1500A,是新一代的處理器產品,主打商用伺服器市場,與FT-1500並無太多關聯之處。該代處理器也是系統單晶片(SoC )的設計,但採用ARM64微架構 (AArch64),支援ARMv8指令集,由天津飞腾公司設計,採用28奈米製程製造。[ 17] 晶片內建32通道PCIe通道,雙千兆以太網路適配器 ,支援ITS的GICv3中斷 控制器,電源管理等。[ 18] 目前有4核心型號以及16核心型號。[ 4]
4核心型號主要用於客戶端以及輕量級伺服器 上,內建雙通道DDR3-1600記憶體控制器,熱設計功耗15W,時脈2.0GHz;[ 4]
16核心型號用於大型伺服器上,支援硬體虛擬化 ,內建4通道DDR3-1600記憶體控制器,熱設計功耗35W,時脈2GHz。[ 4]
飛騰-2000
飞腾2000(FT-2000)於2017年作為天河三號 的預先樣機亮相於公開業界,屬於ARM 家族,其宣揚在单核性能上和Intel还存在一定差距,但在多核性能上,[ 19] 已经达到Intel服务器CPU E5 主流产品的水平。
飛騰-2000/64
飛騰-2000/64 / 2000Plus/64 設計團隊 Phytium 微架構 ARMv8 制作工艺/製程 28奈米/16奈米 核心数量 64 一級快取 每核心 32KB資料快取、32KB指令快取 二級快取 集成32MB 三級快取 擴展支持 128MB CPU 主频 范围至 1500~2400 MHz 應用平台 雲端伺服器
在天河2A上,国防科大已经用自主研发的加速器矩阵2000取代Intel的Xeon Phi计算卡,預估天河三號 性能指标是神威太湖之光 的8倍。FT-2000Plus采用了台积电16nm制造工艺,主频為2.0GHz—2.4GHz並將DDR4内存控制器集成到了片内。
根据实际测试FT-2000在2GHz主频下,采用GCC4.8编译器,SPEC2006的测试成绩分别为
SPECint_rate2006 : 570分
SPECfp_rate2006 : 482分
与Intel Xeon E5-2695v3相当。但在单线程性能上SPECint_base2006的14分落後於Xeon的25分。目前已有一些商業公司推出飞腾2000Plus處理器的伺服器和工作站產品。
飛騰-2000/4
飛騰-2000/4 設計團隊 Phytium 微架構 ARMv8 制作工艺/製程 28奈米/16奈米 核心数量 64 一級快取 每核心 32KB資料快取、32KB指令快取 二級快取 4MB 三級快取 4MB CPU 主频 范围至 2200~2600 MHz 應用平台 桌面
飛騰-2000/4是飛騰2000系列處理器的桌面版本,集成4個FTC663内核,主頻為2.2GHz-2.6GHz。按照飛騰公司描述,是首個在CPU層面支援可信計算3.0標準的國產處理器。[ 20]
参见
参考文献
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