Oht, ARM? Uued 64-bitised Synopsys ARC tuumad suurendavad tootlikkust kolmekordselt

Vähemalt teadlikud, et ARC protsessori arhitektuur on üks levinumaid arhitektuure koos ARM, MIPS ja x86-ga. 1980. aastatel välja töötatud ARC arhitektuuri rakendatakse erinevates mikrokontrollerites laia valiku kõrgetehnoloogiliste toodete jaoks ning igal aastal toodetakse ARC-i baasil umbes 1,5 miljardit seadet.

Hiljuti teatas ettevõte Synopsys uue põlvkonna 32- ja 64-bitiste ARC protsessorikooride turuletoomisest, mis lubavad kolm korda suuremat jõudlust eelkäijate ees ning võimaldavad luua süsteeme ühe kiibi peal 12 tuumaga. Seega võimaldavad uued korid Synopsy konkurentsivõimet ARM-i suhtes uutes valdkondades.

«Kasutatavad rakendused, nagu SSD kontrollerid või võrguseadmed, muutuvad üha keerulisemaks, mis nõuab märkimisväärset jõudluse suurenemist piiratud energia ja suuruse tingimustes,» ütles John Koeter, Synopsy intellektuaalomandi turunduse ja strateegia vanem asepresident. «Uue ARCv3 arhitektuuri ja ARC HS5x ja HS6x kooride käivitamisega saavad arendajad täita oma SoC-de jõudluse kasvavaid nõudmisi täna ja tulevikus.»

Uued Synopsy DesignWare ARC protsessorite pered sisaldavad 32-bitiseid koore HS56/HS57D/HS58 ja 64-bitiseid koore HS66/HS68. Hiljuti kuulutatud protsessorid on suunatud laiale rakendusvalikule, nagu SSD kontrollerid, võrgu kontrollerid, sõidukite automaatjuhtimisseadmed, autode meelelahutussüsteemid ja paljud teised. Arvestades kasvavaid mälumahtude nõudmisi, võimaldavad 64-bitised ARC HD6x süsteemide loomist kuni 4,5 PB DRAM-iga, samas kui ARC HD5x baasil seadmed peavad jääma väiksemate mahtudega piiridesse. Siiski dikteerivad toetatava mäluhulga täpsed mahud tõenäoliselt kasutatav operatsioonisüsteem, samas kui 64-bitiste CPU-de nähtavad eelised seisnevad laiemas torustikus ja suuremas registrifailis.

Mis osas DesignWare ARC HS5x ja DesignWare ARC HS6x arhitektuuridest, toetavad need ARCv3 käsukogumit, mida saab laiendada APEX (ARC Processor EXtensions) juhistega, kui mõni klient vajab midagi spetsiifilist. Lisaks on ARC HS57D varustatud ARCv3DSP digitaalsete signaaliprotsessoritega, mis toetavad 150 käsku. Uued tuumad on 10-etapilise torustikuga, suudavad täita kahte käsku ühes kellatsüklis ja on varustatud 128-bitise ujuvkoma töötlemise mooduliga. Samuti toetavad kõige arenenumad tuumade versioonid kuni 16 MB teise taseme (L2) vahemälu.

Kui rääkida jõudlusest, siis Synopsys väidab, et need pakuvad 3 DMIPS MHz-i kohta täisarvulistes arvutustes ja 5,1 CoreMark MHz-i kohta, mis on miniatuurse tuuma kohta väga hea. Seega on 3 DMIPS MHz-i kohta kõrgem kui mõnede üsna võimsate protsessorite puhul. Cortex-A55, samas kui 5,1 CoreMark MHz-i kohta on kõrgem kui ühegi ARM mikrokontrolleri protsessori puhul.

Synopsys DesignWare ARC HS5x ja HS6x protsessori tuumad
	HS5x			HS6x
	HS56	HS57D	HS58	HS66	HS68
Käskude komplekt	ARCv3
APEX juhised	Toetatakse
Bittide arv	32-bitine			64-bitine
Juhiseid kümne takti kohta	2
Torustiku pikkus	10 etappi
DSP	—	ARCv3DSP 150 juhist	—	—	—
FPU täpsus	FP16, FP32, FP64
Protsessorikluster	12 tuuma
Klastri kiirendajaid	16 kiirendajat
L1	Juhiste vahemälu + Andmete vahemälu
L2	—	—	16 MB	—	16 MB
Maksimaalne mälumaht	64 GB (sõltub opsüsteemist)			4,5 Petabaiti
Sagedus (16FFC tehnoloogias)	1,8 GHz
DMIPS	5400 DMIPS tuuma kohta / 3 DMIPS MHz-i kohta
CoreMark	9180 CoreMark tuuma kohta / 5,1 CoreMark MHz-i kohta

Uue DesignWare ARC HS5x ja DesignWare ARC HS6x perekonna ühe peamise omaduse seas on võimalus luua süsteemide kiipe (SoC), kus on 12 üldotstarbelist protsessorituuma ja 16 spetsialiseeritud kiirendajat. Iga tuum/kiirendaja sellises protsessoris töötab oma kellafrekuentsi peal ja kasutab oma toitehalduse allüksust energiatõhususe maksimeerimiseks. Uute tuumade kõrval pakub Synopsys ka sisemist vahemälu koherentset ühendust, mille andmeedastuskiirus on 800 GB/s.

Sarnase tüüpi SoC, mis põhineb ARC arhitektuuril, ei ole täna väga levinud, kuid arvestades lubavaid protsessoreid autonoomiate süsteemide, andmesalvestuse, andmevoogude juhtimise, mitme tuuma ja eri tüüpi kiirendite jaoks, osutuvad need väga vajalikuks. Viimane võimaldab Synopsys'il konkureerida ARM-i tuumadega nimetatud rakenduste SoC-del, mida pole siiani juhtunud. Nii on Starblaze, tahkete ketaste tootja, juba huvitatud DesignWare ARC HS5x ja DesignWare ARC HS6x tuumadest.

„Kvaliteetsete sisseehitatud lahenduste arendajad seisavad pidevalt silmitsi uute väljakutsetega, et saavutada kõrget tulemust, kasutades suuri mäluhulki koos energiatõhususe ja suuruse piirangutega,” ütles Bruce Cheng, Starblaze'i peamine teaduslik töötaja. „Synopsys ARC HS5x ja 64-bitiste HS6x protsessorite uued mitme tuuma võimalused võimaldavad meil liikuda uuele energiatõhususe tasemele, mida teised turul olevad protsessorid praegu ei paku.”

Synopsys hakkab pakkuma ARC HS56, HS57D, HS58, HS66, HS68 tuumasid, samuti nende mitme protsessori versioone HS56MP, HS57DMP, HS58MP, HS66MP, HS68MP alates 2020. aasta kolmandast kvartalist. Lisaks pakub ettevõte ARC MetaWare Development Toolkit'i, et luua mikrokiipe nimetatud tuumade põhjal, samuti simulaatorit ja valideerijat, et kontrollida SoC töövõimet enne silikoone seadistamist. Mis puutub operatsioonisüsteemide toestamisse, siis uued tuumad on ühilduvad mitmete Linuxi, Zephyri ja erinevate kohandatud operatsioonisüsteemide distributsioonidega.

Allikas: 3dnews.ru