Pocos saben que la arquitectura de procesador ARC es una de las arquitecturas más comunes junto con ARM, MIPS y x86. Desarrollada en la década de 1980, la arquitectura ARC se aplica en diversos microcontroladores para una amplia gama de productos de alta tecnología, y cada año se producen alrededor de de dispositivos.
Recientemente, Synopsys anunció una nueva generación de núcleos de 32 y 64 bits ARC, que prometen triplicar el rendimiento en comparación con sus predecesores, además de permitir la construcción de sistemas en chip con 12 núcleos. De este modo, los nuevos núcleos permitirán a Synopsys competir con ARM en varias áreas nuevas.
«Las aplicaciones embebidas, como los controladores para unidades de estado sólido o equipos de red, se están volviendo cada vez más complejas, lo que requiere un aumento significativo del rendimiento con un consumo de energía y tamaño limitados», dijo John Koeter, vicepresidente sénior de marketing y estrategia en propiedad intelectual de Synopsys. «Con el lanzamiento de la nueva arquitectura ARCv3 y los núcleos ARC HS5x y HS6x, los desarrolladores podrán satisfacer las crecientes demandas de rendimiento de sus SoC hoy y en el futuro».
Las nuevas familias de procesadores Synopsys DesignWare ARC incluyen núcleos de 32 bits y núcleos de 64 bits . Los recién anunciados procesadores están destinados a una amplia variedad de aplicaciones, como controladores para unidades de estado sólido (SSD), controladores de red, sistemas de piloto automático para vehículos, sistemas de infoentretenimiento para automóviles y muchos más. Teniendo en cuenta las crecientes demandas de capacidad de memoria, los ARC HD6x de 64 bits permitirán crear sistemas con 4,5 PB de DRAM, mientras que los dispositivos de la serie ARC HD5x deberán limitarse a capacidades menores. Sin embargo, las capacidades reales de memoria soportadas probablemente estarán dictadas por el sistema operativo utilizado, y las ventajas visibles de las CPU de 64 bits serán un mayor ancho de banda y un mayor conjunto de registros.
En cuanto a las arquitecturas DesignWare ARC HS5x y DesignWare ARC HS6x, admiten el conjunto de instrucciones ARCv3, que se puede ampliar con las instrucciones APEX (ARC Processor EXtensions), si algún cliente necesita algo específico. Además, el ARC HS57D está equipado con un procesador de señales digitales ARCv3DSP que soporta 150 instrucciones. Los nuevos núcleos tienen una profundidad de canalización de 10 etapas, pueden ejecutar dos instrucciones por ciclo y están equipados con un módulo de operaciones de punto flotante de 128 bits. Al mismo tiempo, las versiones más avanzadas de los núcleos admiten cachés de segundo nivel (L2) de hasta 16 MB.
En lo que respecta al rendimiento, Synopsys afirma que se alcanzan 3 DMIPS por MHz en cálculos enteros, así como 5,1 CoreMark por MHz, lo cual es bastante bueno para núcleos miniaturizados con consumo de energía mínimo. Así, 3 DMIPS por MHz es superior a varios procesadores bastante potentes. , mientras que 5,1 CoreMark por MHz es superior a cualquier
Los núcleos de procesador Synopsys DesignWare ARC HS5x y HS6x | |||||
| HS5x | HS6x | ||||
| HS56 | HS57D | HS58 | HS66 | HS68 | |
| Conjunto de instrucciones | ARCv3 | ||||
| Instrucciones APEX | Soportadas | ||||
| Profundidad de bits | de 32 bits | de 64 bits | |||
| Instrucciones por ciclo | 2 | ||||
| Longitud de la canalización | 10 etapas | ||||
| DSP | — | ARCv3DSP 150 instrucciones | — | — | — |
| Precisión FPU | FP16, FP32, FP64 | ||||
| Clúster de procesador | 12 núcleos | ||||
| Aceleradores por clúster | 16 aceleradores | ||||
| L1 | Caché de instrucciones + caché de datos | ||||
| L2 | — | — | 16 MB | — | 16 MB |
| Máximo volumen de memoria | 64 GB (depende del SO) | 4,5 Petabytes | |||
| Frecuencia (en t/p 16FFC) | 1,8 GHz | ||||
| DMIPS | 5400 DMIPS por núcleo / 3 DMIPS por MHz | ||||
| CoreMark | 9180 CoreMark por núcleo / 5,1 CoreMark por MHz | ||||
Una de las características clave de la nueva familia DesignWare ARC HS5x y DesignWare ARC HS6x es la capacidad de crear sistemas en chip (system-on-chip, SoC) con 12 núcleos de procesador de propósito general y 16 aceleradores especializados. Cada núcleo/acelerador en dicho procesador opera a su propia frecuencia de reloj y utiliza su propio subsistema de energía para maximizar la eficiencia energética. Junto con los nuevos núcleos, Synopsys también ofrece una conexión coherente de caché intra-procesador con una velocidad de transferencia de datos de 800 GB/s.
Este tipo de SoC basado en la arquitectura ARC no es muy común hoy en día, pero teniendo en cuenta los prometedores procesadores para sistemas de conducción autónoma, almacenamiento de datos, gestión de flujos de datos, la multicore y diferentes tipos de aceleradores serán muy útiles. Esto permitirá a Synopsys competir con los núcleos ARM por un lugar en SoC para estas aplicaciones, algo que no había sucedido hasta ahora. Así, los núcleos DesignWare ARC HS5x y DesignWare ARC HS6x ya han atraído el interés del fabricante de unidades de estado sólido Starblaze.
«Los desarrolladores de soluciones embebidas de alto rendimiento enfrentan constantemente nuevos desafíos para lograr un alto rendimiento al usar grandes volúmenes de memoria y restricciones en el consumo de energía y el tamaño», dijo Bruce Cheng, director científico de Starblaze. «Las capacidades de los nuevos procesadores de 32 bits ARC HS5x y de 64 bits HS6x de Synopsys en términos de multicore nos permitirán alcanzar un nuevo nivel de eficiencia energética que no es ofrecido por otros procesadores disponibles en el mercado actualmente».
Synopsys comenzará a ofrecer los núcleos ARC HS56, HS57D, HS58, HS66, HS68, así como sus versiones multiprocesador HS56MP, HS57DMP, HS58MP, HS66MP, HS68MP, comenzando en el tercer trimestre de 2020. Además, la compañía ofrecerá el paquete ARC MetaWare Development Toolkit para la creación de chips basados en estos núcleos, así como un simulador y verificador para validar el funcionamiento de SoC antes de la implementación en silicio. En cuanto al soporte de sistemas operativos, los nuevos núcleos serán compatibles con varias distribuciones de Linux, Zephyr, así como con diferentes sistemas operativos propietarios.
Fuente: 3dnews.ru
