Veteraner från Apple Silicon och Nuvia avslöjar en ovanlig CPU-kärna som håller sina ISA-alternativ öppna

Nuvacore är en relativt nystartad CPU-startup som grundades av erfarna ingenjörer med bakgrund på Apple, Nuvia och Qualcomm, och företaget börjar nu avslöja hur det planerar att bygga sin första processorkärna för allmänt bruk, med kodnamnet WarpCore. Gerard Williams III, John Bruno och Ram Srinivasan grundade företaget, och alla har gedigen erfarenhet av specialdesignade CPU:er. Williams var tidigare med och grundade Nuvia, innan Qualcomm förvärvade företaget. Därefter har Nuvacore också rekryterat David Williamson, tidigare ledare inom CPU-teknik på Apple, som Senior Vice President of Hardware Engineering.

Företaget börjar nu förklara vad som gör WarpCore annorlunda. I ett X-inlägg som publicerades den 29 september presenterade företaget en utvecklingsmodell som det kallar ”Core First”. I stället för att välja en instruktionsuppsättningsarkitektur i början av projektet säger Nuvacore att företaget först kan bygga en stor del av den grundläggande IP:n för CPU-kärnan och välja ISA senare, beroende på vilket system företaget eller någon av dess partner i slutändan vill bygga.

Det är ett tydligt avsteg från konventionella metoder för CPU-design, där mål-ISA:n vanligtvis präglar utformningen från början. Nuvacore säger att det ger ingenjörerna större frihet att först fokusera på prestanda, energieffektivitet och kiselarea genom att frikoppla delar av mikroarkitekturen från instruktionsuppsättningen. Företaget har ännu inte sagt vilken ISA WarpCore i slutändan kommer att använda. I företagets rekryteringsmaterial nämns dock RISC-V, Arm64 och x86 som arkitekturer som är relevanta för ingenjörsarbetet, vilket tyder på att den underliggande designen utvecklas med betydande flexibilitet när det gäller ISA.

Det betyder förstås inte att en instruktionsuppsättning bara kan läggas till kärnan i slutet. Avkodning, privilegienivåer, minnesordning, undantagshantering och programvarukompatibilitet sätter fortfarande stora begränsningar för CPU-design. Med Nuvacore verkar tillräckligt mycket av den prestandakritiska tekniken kunna utvecklas innan det slutliga valet av ISA låses.

Företagets jobbannonser ger några ledtrådar om vad det grundläggande arbetet omfattar. Företaget rekryterar ingenjörer inom grenprediktion, instruktionsschemaläggning, registeromdöpning, exekvering utanför ordning, load/store-design, cache- och minnessubsystem, koherens och prestandamodellering. Det rekryterar också till roller inom RTL, verifiering och fysisk design, inklusive arbete som sträcker sig fram till tape-out och korrelation efter kiselproduktion.

De juridiska aspekterna av det slutliga ISA-valet är också olösta. RISC-V är jämförelsevis okomplicerat eftersom det inte kräver någon arkitekturlicens av Arm-typ. En Arm-implementation baserad på Nuvacores egen mikroarkitektur skulle någonstans på vägen kräva de relevanta arkitekturrättigheterna från Arm, och eftersom Arm säljer IP för CPU-design kan det bli knepigt att få en sådan licens, särskilt med tanke på Arms tidigare juridiska tvist med Qualcomm/Nuvia . Slutligen utgör x86 ett ännu större hinder eftersom implementationsrättigheterna är strikt kontrollerade.

Det öppnar för en annan möjlighet: WarpCore kan vara tänkt som återanvändbar CPU-IP som partner med relevanta arkitekturlicenser kan anpassa. Företaget har ännu inte klargjort om dess långsiktiga modell kommer att kretsa kring kompletta processorer, licensierbar kärn-IP, halvkundanpassat kisel eller någon kombination av de tre.

Än så länge har inga viktiga detaljer avslöjats, till exempel vilken processnod WarpCore använder, dess cachehierarki, pipelinekonfiguration, vektorkapacitet eller tidsplan för tape-out. Men det faktum att företaget medvetet håller ISA-beslutet öppet gör detta till ett av de mer ovanliga CPU-projekten från grunden som för närvarande är under utveckling.