مراقب باشید، ARM؟ جدید 64 بیتی Synopsys ARC هسته های سه گانه

کمتر کسی می داند که معماری پردازنده ARC یکی از رایج ترین معماری ها در کنار ARM، MIPS و x86 است. معماری ARC که در دهه 1980 توسعه یافت، در انواع میکروکنترلرها برای طیف گسترده ای از محصولات با تکنولوژی بالا استفاده می شود و هر ساله تقریباً 1,5 میلیارد دستگاه ها

اخیراً، شرکت Synopsys نسل جدیدی از هسته‌های پردازشگر ARC 32 و 64 بیتی را معرفی کرد که نوید عملکرد سه برابری را در مقایسه با نسل‌های قبلی خود می‌دهند و همچنین امکان ساخت سیستم‌های روی تراشه با 12 هسته را فراهم می‌کنند. بنابراین، هسته‌های جدید به Synopsys این امکان را می‌دهند که با ARM در تعدادی از حوزه‌های جدید رقابت کند.

جان کوتر، معاون ارشد بازاریابی و استراتژی مالکیت معنوی در Synopsys گفت: «برنامه‌های تعبیه‌شده مانند کنترل‌کننده‌های SSD یا شبکه‌ها به طور فزاینده‌ای پیچیده می‌شوند و به دستاوردهای عملکردی قابل توجهی با قدرت و اندازه محدود نیاز دارند. با انتشار معماری جدید ARCv3 و هسته‌های ARC HS5x و HS6x، توسعه‌دهندگان می‌توانند نیازهای روزافزون عملکرد SoCهای خود را در حال حاضر و در آینده برآورده کنند.

خانواده پردازنده های جدید Synopsys DesignWare ARC شامل هسته های 32 بیتی است HS56/HS57D/HS58 و هسته های 64 بیتی HS66/HS68. پردازنده‌های جدید معرفی‌شده برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها مانند کنترل‌کننده‌های درایو حالت جامد (SSD)، کنترل‌کننده‌های شبکه، خلبان‌های خودکار خودرو، سیستم‌های سرگرمی اطلاعاتی خودرو و بسیاری دیگر هدف قرار می‌گیرند. با در نظر گرفتن نیازهای رو به رشد رم، 64 بیت ARC HD6x به شما امکان می دهد سیستم هایی با 4,5 PB DRAM ایجاد کنید، در حالی که دستگاه های مبتنی بر ARC HD5x باید خود را به حجم های کمتر محدود کنند. با این حال، مقدار واقعی RAM پشتیبانی شده به احتمال زیاد توسط سیستم عامل مورد استفاده تعیین می شود، و مزایای قابل مشاهده CPU های 64 بیتی توسط یک خط لوله گسترده تر و یک فایل ثبت بزرگتر دیکته می شود.

در مورد معماری‌های DesignWare ARC HS5x و DesignWare ARC HS6x، آنها از مجموعه دستورالعمل ARCv3 پشتیبانی می‌کنند، که اگر برخی از مشتریان به چیزی خاص نیاز داشته باشند، می‌توان آن را با دستورالعمل‌های APEX (ARC Processor EXtensions) گسترش داد. علاوه بر این، ARC HS57D مجهز به پردازنده سیگنال دیجیتال ARCv3DSP با پشتیبانی از 150 فرمان است. هسته های جدید دارای عمق خط لوله 10 مرحله هستند، می توانند دو دستورالعمل را در هر سیکل ساعت اجرا کنند و همچنین مجهز به یک واحد ممیز شناور 128 بیتی هستند. در عین حال، پیشرفته‌ترین نسخه‌های هسته‌ها از حافظه نهان سطح دوم (L2) تا اندازه 16 مگابایت پشتیبانی می‌کنند.

در مورد عملکرد، Synopsys ادعا می کند 3 DMIPS در هر مگاهرتز در محاسبات صحیح، و همچنین 5,1 CoreMark در هر مگاهرتز، که برای هسته های مینیاتوری با حداقل مصرف انرژی بسیار خوب است. بنابراین، 3 DMIPS در هر مگاهرتز بالاتر از پردازنده های نسبتا قدرتمند است هسته Cortex-A55، در حالی که 5,1 CoreMark در هر مگاهرتز بالاتر از هر مگاهرتز است پردازنده ARM برای میکروکنترلرها.

هسته های پردازنده Synopsys DesignWare ARC HS5x و HS6x
	HS5x			HS6x
	HS56	HS57D	HS58	HS66	HS68
مجموعه دستورات	ARCv3
دستورالعمل APEX	پشتیبانی
عمق بیت	32 بیتی			64 بیتی
دستورالعمل در هر چرخه	2
طول نوار نقاله	10 قدم
DSP	-	ARCv3DSP 150 دستورالعمل	-	-	-
دقت FPU	FP16 ، FP32 ، FP64
خوشه پردازنده	12 هسته
شتاب دهنده ها در هر خوشه	16 تقویت کننده
L1	کش دستورالعمل + کش داده ها
L2	-	-	16 مگابایت	-	16 مگابایت
حداکثر ظرفیت حافظه	64 گیگابایت (بسته به سیستم عامل)			4,5 پتابایت
فرکانس (در t/p 16FFC)	1,8 گیگاهرتز
DMIPS	5400 DMIPS در هر هسته / 3 DMIPS در هر مگاهرتز
CoreMark	9180 CoreMark در هر هسته / 5,1 CoreMark در هر مگاهرتز

یکی از ویژگی های کلیدی خانواده DesignWare ARC HS5x و DesignWare ARC HS6x جدید، توانایی ایجاد سیستم روی تراشه (SoC) با 12 هسته پردازشگر عمومی و 16 شتاب دهنده تخصصی است. هر هسته / شتاب دهنده در چنین پردازنده ای با سرعت ساعت خاص خود کار می کند و از زیرسیستم قدرت خود برای به حداکثر رساندن بهره وری انرژی استفاده می کند. همراه با هسته های جدید، Synopsys همچنین یک اتصال منسجم کش روی تراشه با سرعت انتقال داده 800 گیگابایت بر ثانیه ارائه می دهد.

این نوع SoC مبتنی بر معماری ARC امروزه چندان رایج نیست، اما با در نظر گرفتن پردازنده‌های امیدوارکننده برای سیستم‌های خلبان خودکار، ذخیره‌سازی داده، کنترل جریان داده، چند هسته‌ای و انواع مختلف شتاب‌دهنده‌ها بسیار مفید خواهند بود. دومی Synopsys را قادر می‌سازد تا با هسته‌های ARM برای فضای موجود در SoC برای این برنامه‌ها رقابت کند، چیزی که قبلاً اتفاق نیفتاده است. بنابراین، Starblaze سازنده SSD قبلاً به هسته های DesignWare ARC HS5x و DesignWare ARC HS6x علاقه مند شده است.

بروس چنگ، دانشمند ارشد Starblaze می گوید: «توسعه دهندگان جاسازی شده با کارایی بالا به طور مداوم با چالش های جدیدی در دستیابی به عملکرد بالا با مقادیر زیادی حافظه و محدودیت های قدرت و اندازه مواجه می شوند. قابلیت‌های چند هسته‌ای پردازنده‌های جدید 32 بیتی ARC HS5x و 64 بیتی HS6x Synopsys ما را قادر می‌سازد تا به سطوح جدیدی از بهره‌وری انرژی دست یابیم که توسط دیگر پردازنده‌های موجود در بازار ارائه نشده است.

Synopsys عرضه هسته‌های ARC HS56، HS57D، HS58، HS66، HS68 و همچنین نسخه‌های چند پردازنده‌ای HS56MP، HS57DMP، HS58MP، HS66MP، HS68MP را از سه ماهه سوم سال 2020 آغاز خواهد کرد. علاوه بر این، این شرکت ابزار توسعه ARC MetaWare را برای ایجاد تراشه‌های مبتنی بر این هسته‌ها و همچنین یک شبیه‌ساز و تأییدکننده برای بررسی عملکرد SoC قبل از پیاده‌سازی در سیلیکون ارائه می‌کند. در مورد پشتیبانی از سیستم عامل ها، هسته های جدید با تعدادی از توزیع های لینوکس، Zephyr و همچنین انواع مختلف سیستم عامل های اختصاصی سازگار خواهند بود.

منبع: 3dnews.ru