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新版AMBA 4最佳化異質多核心SoC一致性

上網時間: 2011年06月22日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:AMBA 4  記憶體  多核心  Cortex-A15  Mali 

ARM日前推出以AMBA 4 AXI Coherency Extensions (ACE)為主要特色的新版AMBA 4介面與協定規格。要有效維持共享資源中本地快取所儲存資料的一致性,快取記憶體的一致性是關鍵。 AMBA 4 ACE規格能在不同叢集的多核心處理器間達成系統等級的快取記憶體一致性(包括ARM Cortex-A15 多核心處理器與ARM Mali-T604繪圖處理器)。

ARM 表示, AMBA 4 ACE 不但讓極度複雜的異質系統單晶片設計達到高效節能的目標,也是專為行動、家用、網路與遊戲等領域的次世代運算應用所設計。

拜高效能異質多核心處理等新技術出現之賜,螢幕裝置的運算效能自1990年代中期以來已成長超過700倍。這些新技術也帶動了系統IP的需求,特別是在記憶體子系統、硬體與軟體層面方面。由於延遲(latency)、頻寬、能耗與效能所衍生的各種挑戰仍待解決,高效率的硬體一致性也日漸重要,以便降低晶片記憶體傳輸量與軟體快取維護的需求,進而節省處理器週期。

AMBA 4 ACE規格能確保系統層級的快取記憶體一致性,使高效能多核心處理器得以管理更頻繁的資料及快取共享,以及更多的跨元件通訊,同時支援存取共享快取及外部記憶體的額外處理引擎。藉由發表一套標準程序,用來管理快取記憶體一致性、記憶體屏障以及虛擬記憶體,將可降低軟體快取的維護需求,節省處理器週期,並且減少外部記憶體之存取。

透過記憶體子系統導入記憶體屏障,使系統工程師能夠完成最佳指令排序,必要時可藉此提升系統效能。分散式虛擬記憶體的訊號處理,搭配最新推出的ARM架構及Cortex-A15處理器,可將記憶體虛擬化擴充至MMU系統,更能有效運用外部記憶體,同時讓多重作業系統(OS)能夠於適當的虛擬管理軟體(hypervisor)監控下分享硬體資源。

此一全新規格代表AMBA 4通訊協定的第二階段。2010年所發表的AMBA 4規格第一階段包括經擴充的AXI互連通訊協定(interconnect protocol)系列;時至今日,已有來自二千五百家企業組織的四千多名工程師下載了第一階段。

AMBA晶片互連方法已在數位電子產業中廣獲支持。最新版規格的開發方向亦由各大半導體、電子設計自動化(EDA)與驗證廠商所主導,其中包括Arteris、益華(Cadence)、Jasper、邁威爾(Marvell)、Mentor、芯網(Sonics)、意法易利信(ST Ericsson)、Synopsys 及賽靈思(Xilinx)。

邁威爾(Marvell)處理器設計工程副總裁Hongyi Chen表示:「邁威爾向來積極推動AMBA 4規格下硬體一致性的標準化。AMBA 4 ACE主要優點就是在標準協定下提供一個開發生態,未來硬體設計將因此更為簡易。這項協定讓快取記憶體一致性的管理更為透明,為軟體工程師解除一大負擔。」

意法易利信(ST Ericsson)處理器子系統與產品週期管理副總裁暨總經理Jim Nicholas也指出:「隨著系統日益複雜,意法易利信向來贊同硬體也應針對一致性提供協助。」「意法易利信身為ARM CoreLink CCI-400快取資料一致互連(ARM CoreLink CCI-400 Cache Coherent Interconnect)最早的授權廠商之一,我們非常歡迎AMBA 4 ACE規格的推出,有了這項規格,本公司高效節能的無線平台將可充分開發異質多處理技術的潛能。」

賽靈思(Xilinx)處理器平台副總裁Lawrence Getman表示:「Xilinx充分支援硬體資源標準化與升級,以嘉惠軟體社群。AMBA 4 ACE規格可以加強生態系統的能力,建立一致的晶片記憶體解決方案,並結合ARM CPU與可程式邏輯處理程序,進而最佳化各系統的效能。」

ARM處理器部門行銷總監Michael Dimelow表示:「如今,異質嵌入式多處理器系統晶片(SoC)十分複雜,設計人員需要健全的規格、設計與驗證工具、系統IP等,來確保其裝置能最小化晶片外記憶體傳輸,同時最大化效能及功耗表現。AMBA 4 ACE是相當重要的元件,藉由將處理效能與能源效率完善結合,便能促成開發並部署未來的Cortex-A及Mali GPU處理器子系統。」





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