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Arteris用互聯(lián)IP化解SoC的核戰(zhàn)爭

作者:王瑩 時(shí)間:2016-06-02 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  如今的一大發(fā)展方向是集成越來越多的核,諸如CPU、GPU、DSP、存儲(chǔ)器控制器等,而且多核異構(gòu)現(xiàn)象越來越普遍。盡管很多專家認(rèn)為核未必越多越好,呼吁提高單核/少量核的效率,避免核戰(zhàn)爭的過度炒作。確實(shí)前幾年一些企業(yè)在推出4核、8核芯片后,轉(zhuǎn)而精雕細(xì)琢——致力于提高較少核的效率。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201606/292164.htm

  但最近很多核(many core)在身邊的電子設(shè)備中又有所抬頭。4月某國內(nèi)手機(jī)廠商宣稱其手機(jī)采用了10核處理器。無獨(dú)有偶,芯片老大Intel在“臺(tái)北國際電腦展”上也宣布推出10核臺(tái)式機(jī)處理器。難道核戰(zhàn)爭又要升級(jí)了?

  近日,見到了多核互聯(lián)IP公司,該公司的首席技術(shù)官Craig Forrest認(rèn)為,單核確實(shí)可以做到很高的效率,多個(gè)核時(shí)每個(gè)核的效率會(huì)有所下降。不過從降低功耗的角度,多核也許是一種好辦法。筆者明白了為何手機(jī)廠商熱衷核競賽。

        隨著處理器核數(shù)量的增加,又一場核戰(zhàn)爭也爆發(fā)了。即不同廠商的IP核如何有效兼容。我們經(jīng)??吹竭@樣一種現(xiàn)象,一些擅長做CPU/DSP/32位RISC的公司采用了ARM核,但是推芯片時(shí)偏好做純種的處理器架構(gòu)(例如X86)或ARM處理器。這些公司的解釋是:因?yàn)槟衬臣軜?gòu)太受歡迎了。通常我們是根據(jù)客戶的需求才決定如何做。筆者心想:他們?yōu)楹尾徽f外購ARM核花錢較高,增加了客戶的支出?

  因此筆者猜想這些公司的痛點(diǎn)之一是:不同公司IP的總線和時(shí)延等是不太兼容或一致的,把它們弄成一致是比較費(fèi)勁的。

  硅谷初創(chuàng)公司——應(yīng)運(yùn)而生。該公司專門做NoC(Network-on-Chip)的,即解決芯片中的核與模塊之間互聯(lián)的問題。該公司的主要客戶就是中國的手機(jī)等移動(dòng)芯片廠商。公司營銷副總裁Kurt Shuler稱華為、ZTE、小米、瑞芯微、新岸線、紫光RDA等公司是其客戶。而且他非常看好中國的芯片設(shè)計(jì)市場(如下圖)。

  為了滿足異構(gòu)處理器互聯(lián)的需求,近日,該公司又獻(xiàn)上一大力作:1.5版本的NCore cache一致性互連IP(cache coherence),用于異構(gòu)多核SoC的高效率設(shè)計(jì)。

  公司是從事系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)互連IP的創(chuàng)新性供應(yīng)商,它的商用系統(tǒng)級(jí)芯片NoC互連IP已經(jīng)廣泛被采用。NCore IP是分散式異構(gòu)cache一致性互連解決方案,系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以用它高效率地設(shè)計(jì)出cache一致性的系統(tǒng),它的優(yōu)點(diǎn)是具有多個(gè)可配置的Snoop Filter和嵌入式高速緩存(cache)。在今天的SoC設(shè)計(jì)中通常使用傳統(tǒng)固定式或集中式cache一致性式互連,與之相比,NCore IP更加靈活。.

  由于可以同時(shí)實(shí)施不同的cache一致性協(xié)議、高速緩存狀態(tài)模型和緩存組織,NCore互連IP增強(qiáng)了SoC設(shè)計(jì)的可配置性。使用這種互連IP,可以設(shè)計(jì)出異構(gòu)cache一致性的系統(tǒng)級(jí)芯片,用于快速發(fā)展的市場,例如移動(dòng)無線、HDTV、企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備、汽車輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)、微型服務(wù)器和連網(wǎng)設(shè)備。

  1.5版本NCore互連IP可以實(shí)現(xiàn)一至八個(gè)完全一致性的端口(agent),多個(gè)Snoop Filter(它們的大小、一致性端口的關(guān)聯(lián)性都可以配置),以及可配置嵌入式Proxy Caches(也稱作“I / O高速緩存”)。在架構(gòu)方面的優(yōu)勢,使得NCore得以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出1.5版本的功能,因而未來NCore產(chǎn)品的發(fā)展未可限量。

  Arteris NCore IP納入了可配置的Proxy Cache,增強(qiáng)了非一致性端口(agent)訪問一致性系統(tǒng)的性能,使得非一致性的IP可以與整個(gè)系統(tǒng)做到一致性。 NCore的可配置性能非常好,因而設(shè)計(jì)人員可以選擇一致性端口(agent)和內(nèi)存界面端口的數(shù)量,可配置Snoop Filter的數(shù)量和大小,以及嵌入式Proxy Cache的數(shù)量和大小。

  與傳統(tǒng)固定式或集線式cache 一致性方案相比,NCore一致性互連IP是由相同部件和核心元件組成的分散式解決方案,因而互連IP可以擴(kuò)展和縮小,以適應(yīng)各種處理的要求。按這種方式分布的硬件架構(gòu),也可以改善系統(tǒng)的電源管理、物理實(shí)際和時(shí)序收斂。

  NCore的優(yōu)點(diǎn)

  •異構(gòu)一致性端口(agent)—可以讓設(shè)計(jì)人員同時(shí)使用不同的一致性協(xié)議、緩存狀態(tài)模型和緩存組織,因而可以使用多家不同供應(yīng)商和內(nèi)部開發(fā)團(tuán)隊(duì)的一致性IP。

  •分散式架構(gòu)—改善布局設(shè)計(jì)和時(shí)序收斂,同時(shí)支持業(yè)界最靈活的時(shí)鐘管理和電源管理。

  •可配置Snoop Filter—根據(jù)系統(tǒng)中每個(gè)端口(agent)的特性,對(duì)多個(gè)Snoop Filter的組織、規(guī)模和關(guān)聯(lián)性來進(jìn)行配置。

  •Proxy Cache—可以用傳統(tǒng)的IP來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的一致性。

  •可擴(kuò)展性 — 由于是使用元件實(shí)現(xiàn)的解決方案,可以靈活地?cái)U(kuò)展,以滿足系統(tǒng)的要求。

  “針對(duì)提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)的靈活性和可配置能力,我們專門開發(fā)了NCore,從而滿足大多數(shù)要求很高的系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用性能的要求。”Arteris公司總裁兼行政官K. CharlesJanac說。“我們開發(fā)NCore互連的目的是,使得更需要Cache 一致性的加速器,例如視頻和圖像處理器,可以設(shè)計(jì)成與主中央處理單元(CPU)是一致的,以便更多地利用半導(dǎo)體行業(yè)中的Cache 一致性。”

  Arteris公司簡介

  Arteris公司提供NoC互連 IP和工具,來加速SoC半導(dǎo)體(SoC)的組裝,用于范圍廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)。由于三星、華為 / Hisilicon、Mobileye、Altera和德州儀器等半導(dǎo)體設(shè)計(jì)客戶迅速的采用,使得Arteris在2012年和2013年成為躋身500頂尖公司榜和德勤500快速成長技術(shù)公司榜的唯一半導(dǎo)體IP公司。由于使用Arteris的產(chǎn)品線,客戶取得的效果包括低功率、更高的性能,更有效的設(shè)計(jì)重復(fù)使用以及SoC的更快發(fā)展,從而降低開發(fā)成本和生產(chǎn)成本。



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