Kevesen tudják, hogy az ARC processzorarchitektúra az egyik leggyakoribb architektúra az ARM, MIPS és x86 mellett. Az 1980-as években kifejlesztett ARC architektúrát számos mikrokontrollerben használják csúcstechnológiás termékek széles skálájához, és minden évben kb. eszközök.
A közelmúltban a Synopsys Corporation bejelentette a 32 és 64 bites ARC processzormagok új generációját, amelyek háromszoros teljesítményt ígérnek elődeikhez képest, és lehetővé teszik a 12 magos rendszerek chipen történő építését is. Így az új magok lehetővé teszik a Synopsys számára, hogy számos új területen versenyezzen az ARM-mel.
„A beágyazott alkalmazások, például az SSD-vezérlők vagy a hálózatok egyre bonyolultabbá válnak, és jelentős teljesítménynövekedést igényelnek korlátozott teljesítmény és méret mellett” – mondta John Koeter, a Synopsys marketing- és szellemitulajdon-stratégiáért felelős alelnöke. „Az új ARCv3 architektúra, valamint az ARC HS5x és HS6x magok megjelenésével a fejlesztők képesek lesznek megfelelni SoC-jaik növekvő teljesítményigényének ma és a jövőben is.”
Az új Synopsys DesignWare ARC processzorcsaládok 32 bites magokat tartalmaznak és 64 bites kernelek . Az újonnan bejelentett processzorok az alkalmazások széles skáláját célozzák meg, például szilárdtestalapú meghajtó (SSD) vezérlőket, hálózati vezérlőket, járműautopilotokat, autóipari infotainment rendszereket és sok mást. Figyelembe véve a növekvő RAM-igényeket, a 64 bites ARC HD6x lehetővé teszi 4,5 PB DRAM-mal rendelkező rendszerek létrehozását, míg az ARC HD5x alapú eszközöknek kisebb mennyiségekre kell korlátozniuk magukat. A támogatott RAM tényleges mennyiségét azonban nagy valószínűséggel a használt operációs rendszer fogja meghatározni, a 64 bites CPU-k látható előnyeit pedig egy szélesebb folyamat és egy nagyobb regiszterfájl fogja megszabni.
Ami a DesignWare ARC HS5x és DesignWare ARC HS6x architektúrákat illeti, ezek támogatják az ARCv3 utasításkészletet, amely APEX (ARC Processor EXtensions) utasításokkal bővíthető, ha néhány kliensnek valami konkrétra van szüksége. Ezenkívül az ARC HS57D ARCv3DSP digitális jelprocesszorral van felszerelve, amely 150 parancsot támogat. Az új magok 10 fokozatú pipeline-mélységgel rendelkeznek, órajelenként két utasítást tudnak végrehajtani, és 128 bites lebegőpontos egységgel is fel vannak szerelve. Ugyanakkor a kernelek legfejlettebb változatai akár 2 MB méretű második szintű gyorsítótárat (L16) támogatnak.
Ha már a teljesítményről beszélünk, a Synopsys 3 DMIPS per MHz-et állít be egész számokkal, valamint 5,1 CoreMark per MHz-et, ami nagyon jó miniatűr magokhoz minimális fogyasztás mellett. Tehát a 3 DMIPS/Mhz magasabb, mint a meglehetősen erős processzoroké , míg az 5,1 CoreMark per MHz magasabb, mint bármelyik
|
Processzormagok Synopsys DesignWare ARC HS5x és HS6x |
|||||
| HS5x | HS6x | ||||
| HS56 | HS57D | HS58 | HS66 | HS68 | |
| Parancskészlet | ARCv3 | ||||
| APEX utasítások | Támogatott | ||||
| Bit mélység | 32 bites | 64 bites | |||
| Útmutató ciklusonként | 2 | ||||
| Szállítószalag hossza | 10 lépés | ||||
| DSP | - | ARCv3DSP 150 utasítás |
- | - | - |
| FPU pontosság | FP16, FP32, FP64 | ||||
| Processzor klaszter | 12 mag | ||||
| Gyorsítók klaszterenként | 16 booster | ||||
| L1 | Utasítás gyorsítótár + adatgyorsítótár | ||||
| L2 | - | - | 16 MB | - | 16 MB |
| Maximális memóriakapacitás | 64 GB (operációs rendszertől függően) | 4,5 petabájt | |||
| Frekvencia (t/p 16FFC-nél) | 1,8 GHz | ||||
| DMIPS | 5400 DMIPS magonként / 3 DMIPS MHz-enként | ||||
| CoreMark | 9180 CoreMark magonként / 5,1 CoreMark per MHz | ||||
Az új DesignWare ARC HS5x és DesignWare ARC HS6x család egyik kulcsfontosságú tulajdonsága, hogy 12 általános célú processzormaggal és 16 speciális gyorsítóval rendszer-on-chip (SoC) hozható létre. Az ilyen processzorok minden magja/gyorsítója saját órajelen működik, és saját tápellátási alrendszerét használja az energiahatékonyság maximalizálása érdekében. Az új magok mellett a Synopsys egy chipen belüli gyorsítótár koherens kapcsolatot is kínál 800 GB/s adatátviteli sebességgel.
Ez a fajta ARC architektúrára épülő SoC manapság nem túl elterjedt, de ha figyelembe vesszük a robotpilóta rendszerek ígéretes processzorait, az adattárolás, az adatfolyam-vezérlés, a többmagos és a különféle típusú gyorsítók nagyon jól jönnek majd. Ez utóbbi lehetővé teszi, hogy a Synopsys versenyezzen az ARM magokkal a SoC-ben található helyért ezen alkalmazások számára, amire korábban nem volt példa. Így az SSD-ket gyártó Starblaze máris érdeklődni kezdett a DesignWare ARC HS5x és DesignWare ARC HS6x magok iránt.
„A nagy teljesítményű beágyazott fejlesztők folyamatosan új kihívásokkal szembesülnek a nagy memória-, illetve teljesítmény- és méretkorlátozás melletti nagy teljesítmény elérésében” – mondta Bruce Cheng, a Starblaze vezető tudósa. "A Synopsys új 32 bites ARC HS5x és 64 bites HS6x processzorainak többmagos képességei lehetővé teszik számunkra, hogy olyan energiahatékonysági szinteket érjünk el, amelyeket a piacon jelenleg lévő többi processzor nem kínál."
A Synopsys 56 harmadik negyedévétől kezdi kínálni a HS57, HS58D, HS66, HS68, HS56 ARC magokat, valamint ezek többprocesszoros verzióit: HS57MP, HS58DMP, HS66MP, HS68MP, HS2020MP. Ezen kívül a cég felajánlja az ARC MetaWare Development Toolkit-et az ezeken a magokon alapuló chipek létrehozásához, valamint egy szimulátort és ellenőrzőt, amellyel ellenőrizhető az SoC működőképessége a szilíciumban való bevezetés előtt. Ami az operációs rendszerek támogatását illeti, az új kernelek kompatibilisek lesznek számos Linux disztribúcióval, a Zephyr-rel, valamint különféle szabadalmaztatott operációs rendszerekkel.
Forrás: 3dnews.ru