NVIDIA открывает двери для RISC-V: новые процессоры составят конкуренцию x86 и Arm в ИИ-системах

На технологической конференции Hot Chips 2026 компания NVIDIA подробно рассказала о планах по интеграции открытой архитектуры RISC-V в свои графические решения. Идея использовать процессоры RISC-V для GPU NVIDIA больше не выглядит отдаленной перспективой — чипмейкер активно выстраивает под нее полноценную программную и аппаратную экосистему. В рамках специальной обучающей сессии (которая, в отличие от основных докладов компании на мероприятии, обошлась без стандартной вводной презентации) инженеры NVIDIA детально разобрали требования к будущим хост-процессорам, а также наметили круг возможностей и вызовов при переносе своего фирменного стека технологий. Доклад был структурирован вокруг двух ключевых платформ: CUDA и NVLink Fusion.

CUDA и системные требования к архитектуре RISC-V

Платформа параллельных вычислений CUDA, ведущая свою историю с 2006 года, разделяет задачи между CPU и графическим процессором. Ресурсоемкие параллельные функции выполняются силами GPU, тогда как последовательный код обрабатывает центральный процессор. Программный стек хост-процессора отличается высокой сложностью и гетерогенностью: он объединяет библиотеки CUDA, драйверы, инструменты разработки и сторонний софт, оптимизированный под конкретную архитектуру. На сегодняшний день NVIDIA уже поддерживает архитектуры x86 (Intel и AMD) и Arm. Добавление RISC-V в этот список требует соблюдения жестких стандартов совместимости.

Чтобы процессоры на базе RISC-V могли полноценно работать с CUDA, они должны соответствовать спецификациям серверного класса. Прежде всего, речь идет о профилях RVA23, которые гарантируют наличие обязательного набора расширений. Это исключает проблему поиска «наименьшего общего знаменателя» и обеспечивает бинарную совместимость программного обеспечения на самых разных чипах. Хотя RISC-V часто называют непредсказуемой средой из-за обилия проприетарных модификаций, консорциум RISC-V планомерно стандартизирует архитектуру, выпуская мажорные и минорные релизы с четким графиком внедрения обязательных и опциональных расширений.

Одним из ключевых платформенных требований является поддержка стандарта ACPI. Организация UEFI Forum добавила спецификации RISC-V в ACPI 6.6 в мае 2025 года, а спецификация RISC-V Boot and Runtime Services (BRS) была ратифицирована в августе 2025 года. С момента этих событий прошел всего год, но они заложили необходимый фундамент для интеграции.

Аппаратная когерентность и передача данных через PCIe

Эффективная работа CUDA напрямую зависит от скорости перемещения данных между оперативной памятью хоста и локальной памятью ускорителя. Типичный цикл вычислений включает копирование данных из хоста в GPU, запуск вычислительного ядра, возврат результатов и промежуточную обработку центральным процессором.

Для минимизации задержек NVIDIA выдвигает к серверным процессорам RISC-V два критических аппаратных требования:

• Когерентность ввода-вывода через PCIe: Аппаратная поддержка когерентности позволяет избежать частых операций по очистке и инвалидации кэша процессора. Это значительно упрощает софт и снижает задержки доступа к памяти. Данная технология реализована практически во всех современных серверных CPU.
• Технология PCIe Peer-to-Peer (P2P): В многопроцессорных конфигурациях один графический чип должен иметь возможность напрямую писать данные в память другого GPU, уведомляя хост-процессор с помощью сигнальных флагов. Это исключает лишнее промежуточное копирование через системную память хоста — проблема, которая заставляла инженеров создавать сложные топологии материнских плат еще десять лет назад.

Платформа Vera Rubin и технология NVLink Fusion

Помимо классической интеграции через шину PCIe, NVIDIA развивает концепцию глубокого аппаратного сопряжения. Ярким примером такого подхода выступает новая масштабная платформа для искусственного интеллекта Vera Rubin, созданная методом совместного проектирования (co-design) и объединяющая семь различных микросхем и пять стоек. Платформа охватывает всю инфраструктуру — от центральных процессоров Vera (на базе архитектуры Arm) и графических ускорителей Rubin до сетевых компонентов, систем хранения данных и межоконнектных соединений масштабируемой фабрики.

В серверной стойке NVIDIA NVL72 графические ускорители объединены в единый домен первого уровня (L1) из 72 GPU, связь внутри которого полностью реализована на медных соединениях. Каждая вычислительная плата (compute tray) содержит GPU, размещенные на чиплетах с поддержкой технологии NVLink Fusion, а также два центральных процессора Vera, соединенных с графическими ускорителями быстрыми шинами типа “чип-к-чипу” (C2C).

Именно технология NVLink Fusion позволяет интегрировать сторонние заказные процессоры в общую экосистему искусственного интеллекта NVIDIA. Сторонние CPU могут подключаться напрямую к ускорителям (XPU) по интерфейсу NVLink C2C. Это гарантирует высочайшую пропускную способность соединения при сохранении целостности единого домена L1 на уровне стойки, открывая путь для использования специализированных серверных чипов RISC-V в будущих суперкомпьютерах компании.

В концепции заказных чипов NVIDIA ключевое место занимает интеграция интерфейса Chip-to-Chip (C2C). Физический уровень NVLink C2C PHY обеспечивает высокопроизводительное соединение CPU и GPU с когерентностью CHI, объединяя ресурсы в рамках единой архитектуры памяти. Процессоры класса NVLink Fusion перенимают требования экосистемы CUDA и расширяют их. Соединение C2C предлагает пропускную способность уровня 88 линий PCIe и поддерживается программным стеком: DOCA для сети и NCCL для масштабирования систем. В качестве партнера по созданию таких RISC-V решений названа SiFive.

Перспективы RISC-V как серверной платформы

NVIDIA давно применяет архитектуру RISC-V для контроллеров нижнего уровня, но теперь речь идет о полноценных хост-чипах. Рассматривая новые процессоры RISC-V для GPU NVIDIA, компания видит в них реальную альтернативу решениям x86 и Arm. Преимущества открытого стандарта с множеством поставщиков, гибкой кастомизацией и строгой стандартизацией открывают заказчикам гораздо более широкий выбор аппаратных платформ в будущем.

Путь к коммерческому запуску

Представленный технологический план показывает эволюцию RISC-V в полноценную третью силу на рынке серверных CPU. Требования вроде соответствия спецификации RVA23 и глубокой интеграции с NVLink Fusion четко определяют рамки, в которых должны развиваться серверные решения. До полноценного масштабного внедрения хост-процессоров нового типа остается еще около двух поколений чипов, однако индустрия активно готовится к этому переходу.

Источник: servethehome.com