Harvat ihmiset tietävät, että ARC-prosessoriarkkitehtuuri on yksi yleisimmistä arkkitehtuureista ARM:n, MIPS:n ja x86:n ohella. 1980-luvulla kehitettyä ARC-arkkitehtuuria käytetään erilaisissa mikro-ohjaimissa monenlaisissa korkean teknologian tuotteissa, ja joka vuosi noin laitteet.
Synopsys Corporation julkisti äskettäin uuden sukupolven 32- ja 64-bittisiä ARC-prosessoriytimiä, jotka lupaavat kolminkertaistaa suorituskyvyn edeltäjiinsä verrattuna ja mahdollistavat myös 12 ytimen sirujärjestelmien rakentamisen. Siten uudet ytimet antavat Synopsysille mahdollisuuden kilpailla ARM:n kanssa useilla uusilla aloilla.
"Sulautetut sovellukset, kuten SSD-ohjaimet tai verkko, ovat yhä monimutkaisempia ja vaativat merkittäviä suorituskyvyn parannuksia rajoitetulla teholla ja koolla", sanoi John Koeter, Synopsysin markkinoinnin ja immateriaalioikeuksien strategiasta vastaava johtaja. "Uuden ARCv3-arkkitehtuurin ja ARC HS5x- ja HS6x-ytimien julkaisun myötä kehittäjät pystyvät vastaamaan SoC:idensa kasvaviin suorituskykyvaatimuksiin tänään ja tulevaisuudessa."
Uudet Synopsys DesignWare ARC -suoritinperheet sisältävät 32-bittisiä ytimiä ja 64-bittiset ytimet . Äskettäin julkistetut prosessorit on suunnattu monenlaisiin sovelluksiin, kuten SSD-ohjaimiin, verkko-ohjaimiin, ajoneuvojen automaattiohjaimiin, autojen infotainment-järjestelmiin ja moniin muihin. Kun otetaan huomioon kasvavat RAM-vaatimukset, 64-bittisen ARC HD6x:n avulla voit luoda järjestelmiä, joissa on 4,5 PB DRAM-muistia, kun taas ARC HD5x:ään perustuvien laitteiden on rajoituttava pienempiin volyymeihin. Todelliset tuetun RAM-muistin määrät sanelevat kuitenkin todennäköisesti käytettävä käyttöjärjestelmä, ja 64-bittisten prosessorien näkyvät edut sanelevat leveämpi putkisto ja suurempi rekisteritiedosto.
Mitä tulee DesignWare ARC HS5x- ja DesignWare ARC HS6x -arkkitehtuureihin, ne tukevat ARCv3-käskysarjaa, jota voidaan laajentaa APEX-ohjeilla (ARC Processor EXtensions), jos jotkut asiakkaat tarvitsevat jotain erityistä. Lisäksi ARC HS57D on varustettu digitaalisella ARCv3DSP-signaaliprosessorilla, joka tukee 150 komentoa. Uusien ytimien liukuhihnan syvyys on 10 astetta, ne voivat suorittaa kaksi käskyä kellojaksoa kohden, ja ne on myös varustettu 128-bittisellä liukulukuyksiköllä. Samaan aikaan ytimien edistyneimmät versiot tukevat jopa 2 megatavun kokoista toisen tason välimuistia (L16).
Suorituskyvystä puheen ollen, Synopsys väittää 3 DMIPS per MHz kokonaislukulaskelmissa sekä 5,1 CoreMark per MHz, mikä on erittäin hyvä pienikokoisille ytimille minimaalisella virrankulutuksella. Joten 3 DMIPS per MHz on korkeampi kuin melko tehokkailla prosessoreilla , kun taas 5,1 CoreMark per MHz on suurempi kuin mikään muu
Prosessoriytimet Synopsys DesignWare ARC HS5x ja HS6x | |||||
| HS5x | HS6x | ||||
| HS56 | HS57D | HS58 | HS66 | HS68 | |
| Komentosarja | ARCv3 | ||||
| APEX-ohjeet | Tuettu | ||||
| Terän syvyys | 32-bittinen | 64-bittinen | |||
| Ohjeet per sykli | 2 | ||||
| Kuljettimen pituus | 10 askelta | ||||
| DSP | - | ARCv3DSP 150 ohjetta | - | - | - |
| FPU-tarkkuus | FP16, FP32, FP64 | ||||
| Prosessoriklusteri | 12 ydintä | ||||
| Kiihdyttimet per klusteri | 16 boosteria | ||||
| L1 | Ohjevälimuisti + datavälimuisti | ||||
| L2 | - | - | 16 Mt | - | 16 Mt |
| Muistin enimmäiskapasiteetti | 64 Gt (käyttöjärjestelmästä riippuen) | 4,5 petatavua | |||
| Taajuus (t/p 16FFC) | 1,8 GHz | ||||
| DMIPS | 5400 DMIPS per ydin / 3 DMIPS per MHz | ||||
| CoreMark | 9180 CoreMark per ydin / 5,1 CoreMark per MHz | ||||
Yksi uusien DesignWare ARC HS5x- ja DesignWare ARC HS6x -tuoteperheiden tärkeimmistä ominaisuuksista on kyky luoda system-on-chip (SoC) -järjestelmä, jossa on 12 yleiskäyttöistä prosessoriytimiä ja 16 erikoiskiihdytintä. Jokainen ydin/kiihdytin tällaisessa prosessorissa toimii omalla kellotaajuudellaan ja käyttää omaa tehoalijärjestelmäänsä energiatehokkuuden maksimoimiseksi. Uusien ytimien ohella Synopsys tarjoaa myös sirulla olevan välimuistin koherentin yhteyden tiedonsiirtonopeudella 800 Gt/s.
Tällainen ARC-arkkitehtuuriin perustuva SoC ei ole nykyään kovin yleinen, mutta kun otetaan huomioon lupaavat prosessorit autopilottijärjestelmiin, tiedon tallennus, tiedonkulun ohjaus, moniytiminen ja erilaiset kiihdytintyypit tulevat tarpeeseen. Jälkimmäinen antaa Synopsysille mahdollisuuden kilpailla ARM-ytimien kanssa näiden sovellusten SoC-tilasta, mitä ei ole tapahtunut aiemmin. Näin ollen SSD-levyjen valmistaja Starblaze on jo kiinnostunut DesignWare ARC HS5x- ja DesignWare ARC HS6x -ytimistä.
"Suorituskykyiset sulautetut kehittäjät kohtaavat jatkuvasti uusia haasteita korkean suorituskyvyn saavuttamisessa suurilla muistijalanjäljillä sekä teho- ja kokorajoitteilla", sanoi Bruce Cheng, Starblazen johtava tutkija. "Synopsysin uusien 32-bittisten ARC HS5x- ja 64-bittisten HS6x-suorittimien moniytiminen mahdollistaa uuden tehokkuuden tason, jota muut markkinoilla olevat prosessorit eivät tarjoa."
Synopsys alkaa tarjota ARC HS56-, HS57D-, HS58-, HS66- ja HS68-ytimiä sekä niiden moniajoprosessoriversioita HS56MP, HS57DMP, HS58MP, HS66MP ja HS68MP vuoden 2020 kolmannella neljänneksellä. Yhtiö tarjoaa myös ARC MetaWare Development Toolkitin näihin ytimiin perustuvien sirujen luomiseen sekä simulaattorin ja todentajan SoC:n suorituskyvyn varmistamiseksi ennen niiden käyttöönottoa piisirun päällä. Käyttöjärjestelmätuen osalta uudet ytimet ovat yhteensopivia useiden jakelujen kanssa. Linux, Zephyr, sekä erilaisia omistettuja käyttöjärjestelmiä.
Lähde: 3dnews.ru
