O novo design, denominado Cinco Ranch, integra múltiplas IP desenvolvidas no Laboratório Zettascale de Barcelona (BZL) em colaboração com a Intel Foundry. O Cinco Ranch será fabricado na plataforma Intel 3, o nó tecnológico mais avançado utilizado até à data pela série Lizard.
Principais melhorias em relação às gerações anteriores:
• Novo núcleo Lizard Ka de emissão dupla fora de ordem, integrado na unidade de processamento vetorial (VPU) Vitruvius++.
• O Vitruvius++ suporta a extensão vectorial RISC-V v1.0 e é a primeira VPU de 16 canais da BSC, orientada para aplicações científicas.
• Novo núcleo Lizard Ox fora de ordem para um elevado desempenho em single-thread.
• Terceiro núcleo baseado no design do processador Sargantana, otimizado para a eficiência energética.
• Hierarquia de cache de três níveis com caches L1 e L2 privadas e uma cache L3 partilhada.
• SoC de nível industrial integrando IPs da BSC e controladores de alto desempenho fornecidos pela IFS, incluindo memória DDR5 e controladores PCIe Gen3, juntamente com um PLL de alta frequência.
Detalhes técnicos do processador Cinco Ranch:
• Lizard Ox: pipeline escalar de 11 estágios, emissão de 8 instruções, fora de ordem, ISA RV64IMAFDC, ISA privilegiada 1.12.
• Lizard Ka: pipeline escalar de 11 estágios, emissão dupla, fora de ordem, ISA RV64IMAFDV, ISA privilegiada 1.11.
• Vitruvius++: acelerador vetorial desacoplado de 16 canais com características leves de fora de ordem, extensão RVV-1.0, ligado ao Lizard Ka através de Open Vector Interface (OVI).
• Sargantana: pipeline escalar por ordem de 7 estágios, ISA RV64IMAFD, extensão SIMD de inteiros de 128 bits, extensões personalizadas para aplicações genómicas.
• Cache de instruções L1 e unidade de monitorização de desempenho (PMU) desenvolvidos internamente.
• Cache de dados L1 de alto desempenho (HPDS) do projeto OpenHW.
• Caches L2 privados e L3 partilhados baseados em OpenPiton.
• Anel de depuração JTAG em Sargantana.
• PLL integrado que opera entre 600 MHz e 2,8 GHz.
• Relógio RTC de 25 MHz.
• PCIe Gen3 x8 com largura de banda até 8 GB/s a 500 MHz.
• 16 GB de memória DDR5 SODIMM, 4,8 GHz, 38,4 GB/s.
• Controladores periféricos essenciais: JTAG, UART, SPI, QSPI, OSPI, PWM, I2C, I3C, DMA, GPIO, sensor térmico, temporizador watchdog, 8 temporizadores programáveis, bootROM.
• 2 MB de SRAM de scratchpad.
• Fusíveis e straps configuráveis.
• Sinais de depuração VISA específicos da Intel.
• Unidade de gestão de energia.
• Nó tecnológico: Intel3.
• Área: 16 mm² (chip), 3,2 mm² (IPs BSC).
O projeto Cinco Ranch representa um marco fundamental no âmbito do Barcelona Zettascale Lab (BZL), uma iniciativa estratégica liderada pelo BSC-CNS, com o apoio do Governo de Espanha e da União Europeia através do programa PERTE Chip. O BZL pretende posicionar a Europa na vanguarda do design de chips avançados, desenvolvendo processadores RISC-V de alto desempenho e integrando-os nos futuros supercomputadores europeus.
Esta iniciativa impulsiona a inovação no codesenvolvimento de hardware e software, promove a sustentabilidade, a eficiência energética e a soberania tecnológica europeia. Reflete também uma forte colaboração com líderes da indústria, como a Intel, e fomenta a inclusão, a formação académica e o impacto industrial.
Este projeto é cofinanciado pelo Ministério da Transformação Digital e da Administração Pública, no âmbito do Plano de Recuperação, Transformação e Resiliência, e apoiado
pela União Europeia – NextGenerationEU.
