思爾芯助力中微電自研高性能安全GPU芯片開發

思爾芯（S2C）近日宣布，公司全芯片原型驗證解決方案成功協助中微電（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，除了滿足信創產業鏈高端辦公電腦以及家庭娛樂等民用市場需求外，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、醫療及安防等信創產業鏈專用整機電腦PC顯卡的需求。 “南風一號”的開發從概念設計、開發驗證、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適配等多項自主創新技術突破，實現了國產GPU研發安全可信、更新迭代的能力。
中微電的研發總監表示：“GPU盡管需求巨大，但高性能GPU的開發競爭激烈，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設計中復雜的系統級功能驗證，并提早進行軟件開發及軟硬件協同設計，從而加快我們整個芯片產品上市的速度，搶占市場先機。”

針對中微電高性能GPU芯片設計面臨的挑戰，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GPU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

• 緊湊、圓滑、一體化設計，提供了干凈、便攜、有序的工作環境

• 可支持原型系統遠程管理

（圖為單顆FPGA利用率報告）

在搭建驗證系統時，思爾芯為中微電GPU芯片研發提供了豐富的子卡，包括PCIE、HDMI、DDR、GPIO等，其中高速接口的線速率達到了7.8Gbps以上。
思爾芯的副總裁陳英仁先生表示：“近年來由于大數據、AI的快速發展，先進的技術不斷推進現有的GPU芯片迭代升級，GPU 再也不僅限于圖形處理，更多應用于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，早已有了成熟的芯片功能驗證產品，幫助整個芯片產業完成國產替代。此次思爾芯很高興能與中微電展開深度合作，協助其 ‘南風’系列的高性能GPU芯片快速研發，積極推進國產GPU技術自主更新迭代和產品市場化，加速產品在信創產業鏈、智能家居，邊緣計算和人工智能等各大領域大放異彩。”