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06-17
欧洲处理器计划 (EPI) 已成功完成第一个为期三年的阶段，为超级计算机和汽车提供多核芯片设计。
该项目重点介绍了 Rhea 通用处理器从 ARM 到 RISC-V 的过渡、RISC-V 加速器概念验证以及用于汽车应用的嵌入式高性能微控制器。
该项目拥有来自10个欧洲国家的28个合作伙伴，旨在使欧盟在高性能计算（HPC）芯片技术方面实现独立。
SGA1第一阶段的成功完成为将于一月份启动的第二阶段项目铺平了道路。
通用处理器 (GPP) 的初始设计称为 Rhea，在 Linley 会议上针对 72 个 ARMZeus 处理器进行了描述。
法国超级计算机制造商 Atos 是通用处理器 (GPP) 领域的主要合作伙伴，与 SiPearl 合作。
他们定义了Rhea的架构规范，Rhea现在有29个核心，使用RISC-V开放指令集架构，并在模拟中在RTL级别实现，而不是在芯片中实现。
该设计旨在用于年度超级计算机设计。
该项目表示：“SiPearl 用于设计 Rhea 的 Arm Neoverse V1 架构拥有 29 个 RISC-V 内核，将为 HPC 应用提供高效、可扩展和可定制的解决方案。
” “架构决策是按照协同设计方法做出的，通过分析，SiPearl 还优化了可扩展片上网络 (NoC)，以实现内核、加速器、输入/输出 (IO) 和共享之间的高频、高速通信。
内存资源。
带宽数据传输。
” “我们很自豪能够使用由欧洲大学和行业领导者独家构建和部署的尖端技术和 IP 成功设计出强大的 GPP。
我们相信，我们将很快展示该 GPP 在实现欧洲百亿亿次计算方面所取得的成功。
Atos 流主管 Emmanuel Ego 表示：“这是全世界期待的 HPC 领域的下一个突破。
” “随着 Rhea 处理器的推出，我们都将为确保欧洲在个性化医疗、气候建模和能源管理等高性能计算应用方面的主权做出贡献。
” – Philippe Notton，SiPearl 创始人兼首席执行官。
就 GPP 性能而言，内存控制器是最关键的 IP 之一。
为了帮助评估架构选择，CEA 开发了一个完整的仿真平台，配备特定仪器来分析驱动高带宽 HBM2E 内存的控制器的效率。
该平台可对所有内存命令和数据进行解码和跟踪，从而有效分析内存设备接口。
HBM2E 子系统使用针对不同流量形状的多种随机和命令模式进行模拟，并涉及所有控制器功能以维持 HBM2E 效率。
该流还设计了许多最先进的嵌入式安全功能和关键技术。
其中包括 ProvenRun 开发的独立安全管理系统 (SMS) 安全 IP，它为 HPC 和边缘处理器提供高级、通用标准认证的主权安全 IP。
比萨大学贡献了一套密码学IP，称为“CryptoTile”，由SiPearl集成到RheaGPP中。
这为硬件安全模块提供了针对高端对称（具有九种密码模式的 AES）、非对称（ECC、ECDSA、ECIES、ECDH）和散列（SHA2/SHA3）加密的完整安全服务，提供了几个数量级的吞吐量与软件解决方案相比，增加了成本并降低了能源成本。
CryptoTile 还包括安全密钥存储和安全 IP 配置、旁路攻击保护、片上真随机数生成 (TRNG)、Linux 内核驱动程序支持、可实现最大安全级别的极端密钥长度以及高速 en(de) AXI4-基于 DMA 和 Arm 或 RISC-V 可编程内核的接口，从而提高加密吞吐量。
由于实时实现了 CrystalsKyber 和 Dilithium 等莱迪思算法，还提供了后量子加密支持。
欧洲处理器加速器 (EPAC) 测试芯片概念验证使用开源指令集架构 (ISA)，确保不受专有许可和出口限制的影响，有助于扩展 RISC-V 生态系统并添加到 LLVM 编译器数据库。
EPAC 系统和 FPGA 软件开发工具利用 Linux 操作系统，为社区提供补丁、设备驱动程序以及适用于 OpenMP 和 MPI 等流行开源 HPC 软件包的附加功能。
此外，STX（模板/张量加速器）等硬件部件是使用 PULP 平台许可的开源方法开发的。
Stream Leader 评论道：“EPI 中的加速器流有力地证明了 RISC-V 矢量方法改变高性能计算领域的潜力，其欧洲设计的架构能够以低能耗预算提供高性能。
” Jesús Labarta（巴塞罗那超级计算中心）。
“这项工作还体现了欧洲开放科学和协作的传统。
欧洲各地的合作伙伴联手创造了任何一个组织都无法单独实现的目标。
通过与开源技术和项目合作，EPAC 流有助于扩展 RISC-V 生态系统，使得该技术在未来可用于越来越多的应用。
BSC 和 UNIZG 设计的 EPAC 矢量处理单元 (VPU) 表明，使用 RISC-V 长矢量架构进行高性能计算是一种可行的方法，可以以低能耗预算提供高性能，并且可以在未来扩展。
Vector 该单元由 Semidynamics 的矢量专用 Avispado RISC-V 内核和用于节能处理的 GazzillionMisses 技术、苏黎世联邦理工学院和 Fraunhofer 设计的专用且灵活的基于 RISC-V 的众核模板和张量加速器驱动。
STX），利用模板处理单元为机器学习和模板工作负载提供卓越的功效和可编程性，而 CEA 设计的可变精度加速器 (VRP) 则改进了多物理场仿真等科学高性能计算应用。
效率和可靠性。
EPAC测试芯片还包括由FORTH和CHALMERS设计的多个分布式共享L2缓存和一致性主节点（L2HN），针对矢量处理单元的高带宽要求进行了优化，同时提供了针对多核的可编程性。
所有处理单元和共享的L2HN组通过高速NoC以模块化方式连接，允许系统扩展。
该测试芯片还包括先进的 SERDES 技术，可实现片外和片间超高带宽。
芯片通讯。
NoC 和 SERDES 均由 Extoll 设计。
用于测试EPAC测试芯片的PCB（子板）由E4Computer Engineering与汽车微控制器领导者英飞凌合作设计和开发。
得益于创新嵌入式高性能计算 (eHPC) 平台和相关软件开发套件 (SDK) 的概念验证，自动驾驶汽车铺平了道路。
该平台与专为汽车量身定制的小型通用处理器搭配使用“这些成就共同证明了汽车行业研究的协作、协同和团队精神。
这项工作的特点，”StreamLeader Knut Hufeld（英飞凌）说道。
“凭借其专注于经济高效、安全且经过认证的汽车解决方案，它可以被视为欧洲处理器在 HPC 领域整体盈利能力的推动者。
” 主要成就在一辆已获道路批准的 BMW 上得到了展示 在多个车辆上进行了广泛的试驾EPI技术IP用于收集数据并评估涉及自动驾驶参数的测试场景。
除其他功能外，该平台还包括支持 AI 的集成摄像头和 Elektrobit 雷达成像分析软件，并准备好使用系统中的 EPI 加速器进行集成。
这是 Stream4 内 16 个合作伙伴密切合作的结果，以实现指定合适的 eHPC 平台、定义其架构和开发必要的软件开发套件 (SDK) 的目标。
英飞凌还扩展了汽车微控制器的架构和性能，使其可以充当主机来控制一个或多个加速器。
相关方面是安全、安保、后备或减少应用程序的冗余，这是自动驾驶应用程序在系统级别最高的汽车安全完整性等级D（ASILD）方面所需要的。
该平台具有可扩展性，并且对未来汽车版本的 EPI 通用处理器、基于 EPACRISC-V 的加速器以及用于 eHPC（开发为 IP）插槽的 Kalray 大规模并行处理器阵列 (MPPA) 加速器块开放。
测试表明，EPI 现在拥有至少适合 4 级自动驾驶的特定技术。
除了硬件平台之外，该流程还包括开发完整的软件生态系统，该生态系统主要基于汽车软件专家 Elektrobit 的软件产品。
该领域还包括汽车 eHPC 平台软件堆栈，包括用于汽车 eHPCMCU 的经典汽车开放操作系统架构 (AUTOSAR) 开发，以及针对汽车应用至关重要的 HPCGPP 和 L4Re 虚拟机管理程序（虚拟化）的自适应 AUTOSAR 开发。
为软件锁步共同创建了一个特定的概念，从而为整体 EPI 安全概念做出了贡献。
在最初的三年阶段之后，结果和发现将在进一步的项目中继续。
“我对EPI团队在短短三年的合作后取得的杰出成果感到自豪，为欧洲的技术主权铺平了道路。
尽管由于可怕的 COVID-19 大流行，我们的工作条件前所未有，但我们还是在有限的情况下实现了这一目标，令我印象特别深刻的是，我们按时、按预算实现了目标，这为下一阶段的启动及其成功交付欧洲奠定了基础。
百亿亿次系统，其前身是EUPEX（欧洲百亿亿次试点）和TEP（欧洲百亿亿次试点）。
）项目的欧洲处理器和加速器创造了有利的条件，”EPI 董事会主席 Eric Monchalin (Atos)。
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