思尔芯助力中微电自研高性能安全GPU芯片开发

思尔芯（全称“上海思尔芯技术股份有限公司”）近日宣布，其全芯片原型验证解决方案成功协助中微电（全称“深圳中微电科技有限公司”）首款拥有自主知识产权的高性能桌面电脑 GPU 芯片——“南风一号”流片成功。

GPU 就是图形处理器，是一种专门在个人电脑、游戏机和一些平板电脑上做图像和图形相关运算工作的微处理器。如果按功能划分， GPU 主要分为侧重图形图像的渲染 GPU 和侧重通用计算的 GPGPU 。GPU 是一个高门槛且重积累的领域。虽然 GPU 发展迅速，但我国在高端 GPU 领域缺席多年，尤其是在高性能自主安全GPU芯片这一细分领域。与巨大缺口相对应的是市场的巨大需求。
早期 GPU 多被用于图形的计算和处理，因为图形数据的处理往往涉及到大量大型矩阵运算。随着数智化时代的到来，GPU 靠着强大的计算能力成了 AI 时代的算力核心。例如 5G 、AI 、游戏等应用的发展，对高端服务器的图形计算需求旺盛，GPU为如今多元化的应用提供支持。此外， GPU 也常被用于需要大量重复计算的数据挖掘领域，如机器学习，深度学习等。从如今火爆全球的 ChatGPT 来看，之所以能够如此“像”人，并惊艳全球，其背后离不开 GPU 大算力的支持。可以说，如今整个数字经济的发展极度依赖 GPU 算力。
中微电的“南风”系列便是高性能 GPU 的代表，除了满足高端办公电脑以及家庭娱乐电脑等民用市场需求外，还能提供高性能的并行计算能力，满足服务器、训练机、边缘计算、数据中心等人工智能市场需求。
此次中微电成功流片的“南风一号”是一款拥有自主知识产权的高性能桌面电脑 GPU 芯片，主要提供计算机显示功能，可满足党政、金融、教育、医疗及安防等信创产业链专用整机电脑 PC 显卡的需求。“南风一号”的开发从概念设计、开发验证、交付流片到样片点亮历经了18个月，完成了 MVP 核处理器架构、 GPU 核心自主知识产权 IP 、 MVP 指令集、编译器、验证模型、软件驱动程序及系统适配等多项自主创新技术突破，实现了国产 GPU 研发安全可信、更新迭代的能力。

“GPU 尽管需求巨大，但高性能 GPU 的开发竞争激烈，门槛高，周期长，也绝非是简单的芯片设计，较一般芯片更复杂，系统更庞大，涉及面更广。此次 ‘南风一号’的流片成功，采用了思尔芯提供的Prodigy芯神瞳原型验证解决方案，实现在先进SoC设计中复杂的系统级功能验证，并提早进行软件开发及软硬件协同设计，从而加快我们整个芯片产品上市的速度，抢占市场先机。”

中微电研发总监

在 Virtex UltraScale (VU) Prodigy 逻辑系统进行 SoC 验证针对中微电高性能 GPU 芯片设计面临的挑战，思尔芯为其提供了完整原型验证解决方案，包含四核 VU440 和 双核 VU440 的 LS 两款测试平台，以及配套软件工具、深度调试套件和外置应用库，全面帮助中微电提高芯片设计效率。

产品特点：

• 产品容量大，灵活易扩展，满足GPU设计验证时的高算力需求
• 提供了 4,608 个高逻辑密度和高吞吐量 I/O
• 176个 GTH 收发器，用于高带宽数据传输
• 支撑多套级联，以及丰富的子卡接口库，帮助快速构建更大的目标原型系统
• 紧凑、圆滑、一体化设计，提供了干净、便携、有序的工作环境
• 可支持原型系统远程管理

图为单颗FPGA上的利用率报告在搭建验证系统时，思尔芯为中微电提供了丰富的子卡，包括 PCIE 、HDMI 、DDR 、GPIO 等，其中高速接口的线速率达到了 7.8 Gbps 以上。

“近年来由于大数据、 AI 的快速发展，先进的技术不断推进现有的 GPU 芯片迭代升级，GPU 再也不限于图形处理，更多需要大量重复计算的数据挖掘领域，如机器学习，深度学习等。另一方面国产替代的进程不断加快，市场也对高性能自主安全 GPU 芯片提出了更高的要求。对于思尔芯而言，我们已成立近20年，早已有了成熟的功能验证产品，帮助整个芯片产业完成国产替代。此次思尔芯很高兴能与中微电展开深度合作，协助其 ‘南风’系列的高性能 GPU 芯片快速研发，积极推进国产 GPU 技术自主更新迭代和产品市场化，加速其在智能家居，边缘计算和人工智能等各大领域大放异彩。”

陈英仁

思尔芯副总裁

关于中微电ICube

深圳中微电科技有限公司由来自美国硅谷享誉盛名的资深行业专家于2009年4月共同创立，是一家拥有十多年历史的半导体设计公司，隶属于中国电子信息产业集团有限公司。公司总部位于深圳，在上海、南京、成都、西安设有全资子公司，是信创产业链GPU研发国家队。
通过多年努力研发，公司在芯片研发设计方面有丰富的技术和知识产权积累，自主研发的指令集 MVP ISA 被工信部评定为“完全自主知识产权指令集”，成功进行四次基于 MVP 核的 SoC 芯片流片，取得处理器领域核心发明专利18项。公司首款拥有自主知识产权的高性能桌面电脑 GPU 芯片“南风一号”工程样片在2022年7月9日流片回片当天完成基础测试，点亮成功。
公司是国内屈指可数的集处理器内核IP和解决方案为一体的企业，相关芯片可应用于智能家居，边缘计算和人工智能等领域。 //

关于思尔芯S2C

思尔芯（S2C）自2004年设立上海总部以来始终专注于集成电路EDA领域。作为业内知名的 EDA 解决方案专家，公司业务聚焦于数字芯片的前端验证，已覆盖验证云服务、架构设计、软件仿真、硬件仿真、原型验证等工具。已与超过600家国内外企业建立了良好的合作关系，服务于人工智能、超级计算、图像处理、数据存储、信号处理等数字电路设计功能的实现，广泛应用于物联网、云计算、5G通信、智慧医疗、汽车电子等终端领域。

公司总部位于上海，并建立了全球化的技术研发与市场服务网络，在北京、深圳、西安、香港、东京、首尔及圣何塞等地均设有分支机构或办事处。

思尔芯在EDA领域的技术实力受到了业界的广泛认可，通过多年耕耘，已在原型验证领域构筑了技术与市场的双优势地位。并参与了我国EDA团体标准的制定，承担了多项国家及地方重大科研项目。