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思爾芯（全稱“上海思爾芯技術股份有限公司”）近日宣布，其全芯片原型驗證解決方案成功協(xié)助中微電（全稱“深圳中微電科技有限公司”）首款擁有自主知識產權的高性能桌面電腦 GPU 芯片——“南風一號”流片成功。

GPU 就是圖形處理器，是一種專門在個人電腦、游戲機和一些平板電腦上做圖像和圖形相關運算工作的微處理器。如果按功能劃分， GPU 主要分為側重圖形圖像的渲染 GPU 和側重通用計算的 GPGPU 。GPU 是一個高門檻且重積累的領域。雖然 GPU 發(fā)展迅速，但我國在高端 GPU 領域缺席多年，尤其是在高性能自主安全GPU芯片這一細分領域。與巨大缺口相對應的是市場的巨大需求。

早期 GPU 多被用于圖形的計算和處理，因為圖形數據的處理往往涉及到大量大型矩陣運算。隨著數智化時代的到來，GPU 靠著強大的計算能力成了 AI 時代的算力核心。例如 5G 、AI 、游戲等應用的發(fā)展，對高端服務器的圖形計算需求旺盛，GPU為如今多元化的應用提供支持。此外， GPU 也常被用于需要大量重復計算的數據挖掘領域，如機器學習，深度學習等。從如今火爆全球的 ChatGPT 來看，之所以能夠如此“像”人，并驚艷全球，其背后離不開 GPU 大算力的支持。可以說，如今整個數字經濟的發(fā)展極度依賴 GPU 算力。

中微電的“南風”系列便是高性能 GPU 的代表，除了滿足高端辦公電腦以及家庭娛樂電腦等民用市場需求外，還能提供高性能的并行計算能力，滿足服務器、訓練機、邊緣計算、數據中心等人工智能市場需求。

此次中微電成功流片的“南風一號”是一款擁有自主知識產權的高性能桌面電腦 GPU 芯片，主要提供計算機顯示功能，可滿足黨政、金融、教育、醫(yī)療及安防等信創(chuàng)產業(yè)鏈專用整機電腦 PC 顯卡的需求。“南風一號”的開發(fā)從概念設計、開發(fā)驗證、交付流片到樣片點亮歷經了18個月，完成了 MVP 核處理器架構、 GPU 核心自主知識產權 IP 、 MVP 指令集、編譯器、驗證模型、軟件驅動程序及系統(tǒng)適配等多項自主創(chuàng)新技術突破，實現了國產 GPU 研發(fā)安全可信、更新迭代的能力。

“ GPU 盡管需求巨大，但高性能 GPU 的開發(fā)競爭激烈，門檻高，周期長，也絕非是簡單的芯片設計，較一般芯片更復雜，系統(tǒng)更龐大，涉及面更廣。此次 ‘南風一號’的流片成功，采用了思爾芯提供的Prodigy芯神瞳原型驗證解決方案，實現在先進SoC設計中復雜的系統(tǒng)級功能驗證，并提早進行軟件開發(fā)及軟硬件協(xié)同設計，從而加快我們整個芯片產品上市的速度，搶占市場先機?！?/p>

中微電研發(fā)總監(jiān)

在 Virtex UltraScale （VU） Prodigy 邏輯系統(tǒng)進行 SoC 驗證

針對中微電高性能 GPU 芯片設計面臨的挑戰(zhàn)，思爾芯為其提供了完整原型驗證解決方案，包含四核 VU440 和雙核 VU440 的 LS 兩款測試平臺，以及配套軟件工具、深度調試套件和外置應用庫，全面幫助中微電提高芯片設計效率。

產品特點：

產品容量大，靈活易擴展，滿足GPU設計驗證時的高算力需求

提供了 4，608 個高邏輯密度和高吞吐量 I/O

176個 GTH 收發(fā)器，用于高帶寬數據傳輸

支撐多套級聯，以及豐富的子卡接口庫，幫助快速構建更大的目標原型系統(tǒng)

緊湊、圓滑、一體化設計，提供了干凈、便攜、有序的工作環(huán)境

可支持原型系統(tǒng)遠程管理

圖為單顆FPGA上的利用率報告

在搭建驗證系統(tǒng)時，思爾芯為中微電提供了豐富的子卡，包括 PCIE 、HDMI 、DDR 、GPIO 等，其中高速接口的線速率達到了 7.8 Gbps 以上。

“近年來由于大數據、 AI 的快速發(fā)展，先進的技術不斷推進現有的 GPU 芯片迭代升級，GPU 再也不限于圖形處理，更多需要大量重復計算的數據挖掘領域，如機器學習，深度學習等。另一方面國產替代的進程不斷加快，市場也對高性能自主安全 GPU 芯片提出了更高的要求。對于思爾芯而言，我們已成立近20年，早已有了成熟的功能驗證產品，幫助整個芯片產業(yè)完成國產替代。此次思爾芯很高興能與中微電展開深度合作，協(xié)助其 ‘南風’系列的高性能 GPU 芯片快速研發(fā)，積極推進國產 GPU 技術自主更新迭代和產品市場化，加速其在智能家居，邊緣計算和人工智能等各大領域大放異彩?！?/p>

陳英仁

思爾芯副總裁

關于中微電ICube

深圳中微電科技有限公司由來自美國硅谷享譽盛名的資深行業(yè)專家于2009年4月共同創(chuàng)立，是一家擁有十多年歷史的半導體設計公司，隸屬于中國電子信息產業(yè)集團有限公司。公司總部位于深圳，在上海、南京、成都、西安設有全資子公司，是信創(chuàng)產業(yè)鏈GPU研發(fā)國家隊。

通過多年努力研發(fā)，公司在芯片研發(fā)設計方面有豐富的技術和知識產權積累，自主研發(fā)的指令集 MVP ISA 被工信部評定為“完全自主知識產權指令集”，成功進行四次基于 MVP 核的 SoC 芯片流片，取得處理器領域核心發(fā)明專利18項。公司首款擁有自主知識產權的高性能桌面電腦 GPU 芯片“南風一號”工程樣片在2022年7月9日流片回片當天完成基礎測試，點亮成功。

公司是國內屈指可數的集處理器內核IP和解決方案為一體的企業(yè)，相關芯片可應用于智能家居，邊緣計算和人工智能等領域。

關于思爾芯S2C

思爾芯（S2C）自2004年設立上?？偛恳詠硎冀K專注于集成電路 EDA領域。作為業(yè)內知名的 EDA 解決方案專家，公司業(yè)務聚焦于數字芯片的前端驗證，已覆蓋驗證云服務、架構設計、軟件仿真、硬件仿真、原型驗證等工具。已與超過600家國內外企業(yè)建立了良好的合作關系，服務于人工智能、超級計算、圖像處理、數據存儲、信號處理等數字電路設計功能的實現，廣泛應用于物聯網、云計算、5G通信、智慧醫(yī)療、汽車電子等終端領域。