Arteris以分散式、可配置半導(dǎo)體架構(gòu)重新定義異構(gòu)多核高速緩存一致性(Cache Coherence)

 Arteris公司是商用系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)互連IP的創(chuàng)新性供應(yīng)商，今天宣布推出一種半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù)，在用不同供應(yīng)商的IP設(shè)計(jì)出高速緩存一致性(Cache Coherent)高效率系統(tǒng)時(shí)，它提高了系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)能力。利用這項(xiàng)新技術(shù)，推出了業(yè)界第一個(gè)分散式、異構(gòu)高速緩存一致性(Cache Coherence)互連，幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)更高的頻率，更低的功耗，高效率地生產(chǎn)有特色的系統(tǒng)級(jí)芯片，縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。這種系統(tǒng)級(jí)芯片跨越多個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，如移動(dòng)設(shè)備、高清晰度電視、企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)、汽車的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、微服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)等市場(chǎng)。

Arteris的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種全新架構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可以透過配置多個(gè)與協(xié)議無(wú)關(guān)、可以完全高速緩存一致(Cache Coherent)的端口(agent)，架構(gòu)高速緩存一致性(Cache Coherence)互連。比起目前系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)中常用的固定式和集中式高速緩存一致互連，它的可配置性更強(qiáng)。此外，Arteris的這項(xiàng)技術(shù)也能夠提高非高速緩存一致性(Non cache coherent)端口(Agent)的效能。非高速緩存一致性端口透過使用Proxy Cache技術(shù)(也稱為“I / O高速緩存”)可以訪問高速緩存一致性的子系統(tǒng)，這使得包含非一致性IP在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)整體高速緩存一致性的好處。

本技術(shù)的可配置程度很高，因而系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)師可以自由決定一致性端口(Agent)和存儲(chǔ)器界面(memory interface)端口的數(shù)量，可以配置Snoop Filter數(shù)量和大小，以及Proxy Cache和末級(jí)高速緩存的數(shù)量和大小。利用這種分散式硬件架構(gòu)，有利于物理實(shí)現(xiàn)，并改善時(shí)序收斂，因?yàn)樗匀坏嘏c實(shí)際的Floor Plan的約束(constrain)做到一致。

因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)支持不同的高速緩存一致性(heterogeneous cache coherent)協(xié)議、高速緩存狀態(tài)模型和高速緩存的組織，所以本技術(shù)可以建構(gòu)異構(gòu)多核高速緩存一致性系統(tǒng)。這些功能為設(shè)計(jì)人員帶來了行業(yè)中最高程度的可配置性，對(duì)于提高系統(tǒng)級(jí)芯片的頻率、降低延遲和功耗，是有利的，從而滿足每個(gè)系統(tǒng)的獨(dú)特需要。

獨(dú)特的功能：

• •異構(gòu)一致性端口(Heterogeneous Coherent Agents) — 可以讓設(shè)計(jì)人員同時(shí)實(shí)施不同的一致性協(xié)議、高速緩存狀態(tài)模型和高速緩存組織，因此可以使用多家不同供應(yīng)商和內(nèi)部開發(fā)團(tuán)隊(duì)的一致性IP。
• •分散式架構(gòu) — 改善布局設(shè)計(jì)和時(shí)序收斂，同時(shí)支持業(yè)界最靈活的時(shí)鐘管理和電源管理。
• •多個(gè)可配置的Snoop Filter — 根據(jù)系統(tǒng)中各種一致性端口的不同特性，可以提供多種Snoop Filter的組織、規(guī)模和關(guān)聯(lián)性進(jìn)行配置，減少系統(tǒng)中內(nèi)存所占用的面積。
• •Proxy Caches — 可以使得非一致性IP能達(dá)成實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的一致性。
• •可擴(kuò)展性 — 由于這種結(jié)構(gòu)是由同樣的元件來實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)元件的端口數(shù)量可以配置，因而互連IP可以靈活地?cái)U(kuò)展，以滿足各種處理的需要。

“目前的互連技術(shù)不足以應(yīng)對(duì)當(dāng)今先進(jìn)的系統(tǒng)級(jí)芯片SoC所需要的復(fù)雜程度。” Arteris總裁兼首席行政官K. Charles Janac說。“我們開發(fā)出一種全新架構(gòu)，因而系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以靈活地進(jìn)行配置，滿足各類有特殊性能要求的嚴(yán)苛系統(tǒng)。我們的技術(shù)所提供的特殊系統(tǒng)功能，是非常獨(dú)特的，是任何其他架構(gòu)沒有的。”

客戶評(píng)論的節(jié)錄：

Linley Group公司：“最新的半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)的成本在爆炸性地上升，迫使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)去評(píng)估在系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)方面的新架構(gòu)，例如異構(gòu)高速緩存一致性。” Linley 集團(tuán)公司創(chuàng)辦人兼首席分析師Linley Gwennap說。 “Arteris開發(fā)的分散式高速緩存一致性架構(gòu)，將幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更好地利用系統(tǒng)級(jí)芯片的工藝處理資源，因而可以更加有效地完成計(jì)算。這項(xiàng)技術(shù)的分散式架構(gòu)對(duì)時(shí)序收斂(Timing Closure)過程會(huì)有幫助，這是因?yàn)椋舆m合使用業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)綜合 - 布局與布線工具。

異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)(HSA)基金會(huì)：“異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)(HSA)基金會(huì)的一個(gè)主要目標(biāo)是鼓勵(lì)人們?cè)谶@方面作出努力：讓中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)以外的處理器能夠在一個(gè)共用的虛擬內(nèi)存環(huán)境中平等地參與運(yùn)行。”HSA基金會(huì)董事長(zhǎng)Greg Stoner說。 Arteris的高速緩存一致性互連技術(shù)為工程師提供一種實(shí)用的方法來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。這個(gè)方法與HSA平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)范1.0中列出的目標(biāo)是一致的，對(duì)業(yè)界來講，是一個(gè)值得歡迎的進(jìn)展。”