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新創公司SPI以新的DSP平行架構進軍視訊監控市場

上網時間: 2007年05月29日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:多核心  串流處理  DSP  視訊監控 

Stream Processors, Inc.公司(SPI)是成立於2004年的DSP新創公司。該公司的創辦人暨董事長William Dally教授過去曾在史丹佛(Stanford)大學以及麻省理工學院(MIT)負責超級電腦的串流處理研究工作。經過多年的研究,確認了此架構能夠被商業化應用,因此正式成立SPI公司,並於去年12月推出首款Storm-1系列產品。

該公司全球行銷副總經理Jeff Wolf表示,目前業界都認同,平行處理、多核心架構是除了增加時脈速度以外,能使處理器效能提升的唯一方法。但是,採用此複雜架構隨之而來的頻寬與軟體編程問題,卻帶來更大的挑戰。

為了解決這一困境,SPI提出了一套新的想法,號稱能夠同時兼顧易用性與頻寬,這是一種同時結合了編程模式、編譯器與硬體設計的方式,同時這也是首款採用串流處理的商業化DSP晶片。

Wolf解釋說,“簡單來說,其基本概念是結合了編譯器管理記憶體、單執行緒、以及數據平行,以使處理器在性能提升的同時,仍維持簡易有效的開發方式。”

以架構來看,其產品都內含一顆處理系統任務的MIPS CPU核心以及一顆DSP協同處理器子系統。在DSP子系統中,具有一數據平行單元(DPU),內含8個或16個管線,而每個管線都有5個32位元的算術邏輯單元(ALU)。每個管線數據的輸入與輸出都是由編譯器以及晶片上邏輯來控制。由於不需要管理快取記憶體或是直接記憶體存取(DMA),因此能夠最大化數據頻寬,並簡化軟體編程。

Wolf表示,SPI架構中並沒有快取記憶體,而這正是傳統DSP晶片中耗費面積的部分。該公司是利用管線暫存器檔案(register file)來儲存多重管線中的I/O串流。由於維持了數據在區域部分的容易取得,因此能夠同時最佳化效率與頻寬。這對於運算密集、數據平行的應用特別適合,包括視訊/音訊編解碼、監控分析(analytics)、影像、繪圖處理等。

Wolf指出,其他的多核心處理器是在不同的處理器中執行不同的任務,這增加了程式撰寫的複雜度。但是SPI的做法是一次只執行一個任務,但是透過大量的數據平行處理,來達到提升效能的目的。

SPI的產品主要鎖定高效能的訊號處理應用,例如視訊和影像處理。其SP8-G80提供80Gops(Giga-operations per second)運算效能,而另一款16管線的SP16-G160的運算效能為160 Gops。Jeff Wolf指出,與其他傳統的DSP相較,該公司產品的運算效能可提升10倍以上。

他強調,“以SP16-G160產品來說,它能夠以單一顆晶片同步解碼高達8個通道的H.264影像,而每通道的成本可低於10美元。” SPI產品的一個主要特色是採用C語言環境,此外該公司也提供了功能除錯庫、模擬器,以及Storm-1 SP16與SP8開發套件。

Wolf強調,此架構是易於進行擴充的(scalable),但SPI是一個剛起步的小公司,因此先鎖定這8管線與16管線兩個產品線,以視訊監控相關應用為主,進行業務的擴展。未來,有可能進一步推出管線數更多的高階產品或是更精簡的產品系列。

看好亞洲市場對於數位監控系統的需求,目前SPI已與邁吉倫科技公司合作,共同針對韓國、台灣、中國大陸等地的業者,提供完整的開發方案與支援,以開拓更多商機。

圖:SPI架構中內含多管線的數據平行單元,以達到頻寬與效能的最佳化。
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圖:SPI架構中內含多管線的數據平行單元,以達到頻寬與效能的最佳化。

作者: 勾淑婉




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