Bugünlerde inovasyonun önündeki engellerin kaldırılması konusunda pek çok tartışma var. Yarı iletken sistemler, birçok teknik yenilik biçiminin kilidini açmanın merkezinde yer alır; keşke Moore Yasasının yavaşlatılması, güç tüketiminin azaltılması, güvenliğin ve güvenilirliğin artırılması vb. gibi konulara değinebilseydik. Ancak bu yazının konusu olan oldukça önemli bir engel daha var. İşlemci ve bellek performansı arasındaki dramatik farktır. CPU ve GPU sistemleri inanılmaz düzeyde performans sunarken, bu sistemler için kritik verileri yöneten bellekler önemli ölçüde geride kalıyor. Bu hafıza duvarı problemidir ve ben Arteris'in hafıza duvarı problemini ortadan kaldırarak yeniliği nasıl serbest bıraktığını incelemek istiyorum. hafıza duvarı.

Hafıza Duvarı Nedir?

Bu yazının üst kısmındaki grafik hafıza duvarı problemini göstermektedir. Mavi çizgiyle gösterilen tek iş parçacıklı CPU'ların performansındaki istikrarlı artışı görebilirsiniz. Yeşil çizgi, GPU kümeleri tarafından eklenen performanstaki katlanarak artan artışı gösteriyor. GPU'ların CPU'lara kıyasla performans artışının 100 yılda 10 kat olacağı tahmin ediliyor; bu, akıllara durgunluk veren bir istatistik. Bir ek not olarak, hem CPU'lar hem de GPU'lar için transistör sayımlarının benzer bir düz çizgi etrafında toplandığını görebilirsiniz. GPU performansı, soruna daha fazla transistör atmanın aksine, daha az görevi çok daha hızlı yaparak sağlanır.

Günümüzde pek çok sistem, geniş yönetim görevlerini yerine getiren çok sayıda CPU ile genellikle yapay zeka ile ilgili belirli görevleri yerine getiren çok sayıda GPU'nun birleşiminden oluşmaktadır. Bu kombinasyon birçok üründe gördüğümüz inanılmaz verimi sağlıyor. Grafiğin alt kısmında gösterilen bu uyumlu mimarinin karanlık bir tarafı var. Burada, bu sistemlerin işlemesi için tüm bilgileri sağlayan çeşitli bellek teknolojilerinin performans verilerini görüyoruz. Gördüğünüz gibi sağlanan performans, bu bellek sistemlerini kullanan CPU'lardan ve GPU'lardan önemli ölçüde daha düşüktür.

Bu hafıza duvarı problemidir. Arteris'in bu sorunu çözmenin benzersiz yolunu keşfedelim.

Arteris Yaklaşımı – Yüksek Düzeyde Yapılandırılabilir Önbellek Tutarlı NoC

 Daha yavaş bellek erişim hızıyla başa çıkmak için kabul edilen bir yaklaşım, gerekli verileri önceden almak ve yerel bir önbellekte saklamaktır. Verilere bu şekilde erişim çok daha hızlıdır; birkaç CPU döngüsü yerine 100'den fazla CPU döngüsü. Bu harika bir yaklaşım, ancak önbellekten belleğe erişmek ve doğru verilerin doğru zamanda doğru yerde olmasını ve tüm önbelleklerde tutarlı olmasını sağlamak için gereken tüm yazılım ve donanımı uygulamak göz korkutucu olabilir. Bu çözümü etkili bir şekilde sağlayan sistemlere denir önbellek tutarlıve bu hedefe ulaşmak kolay değil. Örneğin, yalnızca yazılımdan oluşan bir tutarlılık uygulaması, sistemdeki tüm CPU döngülerinin yaklaşık %25'ini tüketebilir ve hata ayıklamak çok zordur. SoC tasarımcıları bunun yerine genellikle önbellek uyumlu NoC donanım çözümlerini tercih eder; bunlar, sistemde çalışan yazılıma karşı şeffaftır.

Geçtiğimiz günlerde ürün yönetimi ve pazarlamadan sorumlu başkan yardımcısı Andy Nightingale ile konuşma fırsatım oldu. arterler. Andy, önbellek uyumlu sistemleri uygulamanın zorluklarını ve Arteris'in bu zorluklarla başa çıkmak için geliştirdiği benzersiz çözümü açıklayarak harika bir iş çıkardı.

Güvenilir ve güç açısından verimli bir önbellek tutarlı mimarisinin geliştirilmesinin, sistem tasarımının birçok donanım ve yazılım yönüne dokunduğu ortaya çıktı. Her şeyin güvenilir, verimli bir şekilde çalışmasını ve gerekli PPA hedeflerine ulaşmasını sağlamak oldukça zor olabilir. Andy, tüm bu çalışmaların proje başına 50 mühendislik yılı gerektirebileceğini tahmin etti. Bu çok fazla zaman ve maliyet demektir.

İyi haber şu ki, Arteris'in bu alanda önemli becerileri var ve şirket, çip üzerinde ağ (NoC) ürünlerinden birinde tam bir önbellek uyumlu mimari oluşturdu. Andy, Arteris tarafından sunulan tam önbellek uyumlu NoC olan Ncore'u anlattı. Bellek erişiminin yönetimi, Arteris'in tanındığı genel çip üzerinde ağ mimarisine iyi uyum sağlar. Ncore, SoC'nin önbellek tutarlı kısmını yazılıma şeffaf bir şekilde yöneterek sistem tasarımcısının, CPU'nun ve tüm bu GPU'ların eldeki görevi gerçekleştirmesiyle ilgili daha yüksek düzeydeki zorluklara odaklanmasını sağlar.

Andy, Ncore yeteneklerinin oldukça önemli bir listesini çıkardı:

• Üretken: Maksimum mühendislik üretkenliği ve pazara çıkış süresini hızlandırmak için Arm ve RISC-V dahil olmak üzere birden fazla işleme elemanını bağlayın ve proje başına 50'den fazla kişi-yıl tasarrufu sağlayın.
• Yapılandırılabilir: CHI-E, CHI-B ve ACE uyumluluğunun yanı sıra ACE-Lite IO uyumlu arayüzlerini destekleyen heterojen topolojilerden ağ topolojilerine kadar ölçeklenebilir. Ncore ayrıca AXI tutarlı olmayan aracıların IO tutarlı aracılar olarak hareket etmesini sağlar.
• Ekosistem Entegrasyonu: En son Arm v9 otomotiv çekirdekleriyle önceden doğrulanmış olup Arm ile daha önce duyurulan bir ortaklığı yerine getirmektedir.
• Kasa: Otomotiv güvenliği uygulamaları için ASIL B'den ASIL D'ye kadar gereklilikleri desteklemek ve ISO26262 sertifikasına sahip olmak.
• Verimli: Diğer ticari alternatiflerle karşılaştırıldığında tasarım gereği daha küçük kalıp alanı, daha düşük güç ve daha yüksek performans.
• Piyasalar: Otomotiv, Endüstriyel, Kurumsal Bilgi İşlem, Tüketici ve IoT SoC çözümleri için uygundur.

Andy, tüketici SoC tasarımında elde edilen avantajlardan bazılarını ayrıntılarıyla anlattı. Bunlar arasında, yüksek düzeyde dağıtılmış mimari sayesinde verimli kaynak kullanımını teşvik eden kolaylaştırılmış çip yerleşim planı da vardı. Arteris'in yüksek bant genişliğine sahip, düşük gecikmeli yapısına sahip yüksek performanslı ara bağlantısı, kesintisiz veri aktarımı sağladı ve genel sistem performansını artırdı.

Biraz daha derine inersek, Ncore ayrıca işlem düzeyinde izleme, performans izleme ve hata tespiti ve düzeltme özellikleriyle ara bağlantı yapısına gerçek zamanlı görünürlük sağlar. Tüm bu özellikler, kolay hata ayıklamayı ve üstün ürün kalitesini kolaylaştırır. Kapsamlı ekosistem desteği ve AMBA gibi endüstri standardı arayüzlerle uyumluluk, üçüncü taraf bileşenler ve EDA araçlarıyla daha kolay entegrasyonu da kolaylaştırır.

Bu çok faydalı bir tartışmaydı. Arteris'in önbellek uyumlu mimarilerin uygulanmasına yönelik ek yükü önemli ölçüde azalttığı görülüyor.

Daha fazla öğrenmek için

Arteris'in Arm ile yaptığı çalışmalara ilişkin bazı detaylardan bahsettim. Şirketin birlikte çalıştığı tek ortağın bu olduğunu düşünmeyin. Arteris, sistem IP'sinin İsviçre'si olarak adlandırıldı. Şirketin ayrıca RISC-V topluluğuyla da önemli çalışmaları var. Buradaki SemiWiki gönderisinde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Arteris kısa süre önce Ncore ürününü genişlettiğini duyurdu. Nasıl olduğunu okuyabilirsiniz Arteris, buradaki öncü elektronik tasarımlarını hızlandırmak için Ncore önbellek uyumlu ara bağlantı IP'sini genişletiyor. Yayında, Leonid Smolyansky, Ph.D. Mobileye SoC Mimarisi, Güvenlik ve Güvenlikten Sorumlu Kıdemli Başkan Yardımcısı şu yorumları yaptı:

“Arteris'in çip üzerinde ağ teknolojisiyle 2010'dan beri çalışıyoruz ve bunu gelişmiş otonom sürüş ve sürücü destek teknolojilerimizde kullanıyoruz. Arteris'in önemli mühendislik becerisini hata toleransı ve güvenilir SoC tasarımı sorunlarını çözmeye yardımcı olacak şekilde ortaya koymasından heyecan duyuyoruz."

Ayrıca kısa bir bölüm de var (bir dakikadan biraz fazla) Ncore'un çözdüğü zorlukları açıklayan video. Videoyu oldukça bilgilendirici buldum. 

Bir sonraki tasarımınız için daha iyi performansa ihtiyacınız varsa Arteris'in sunduğu önbellek uyumlu çözümlere mutlaka yakından bakmalısınız. Yapabilirsiniz Burada Ncore hakkında daha fazla bilgi edinin. Ve işte böyle arterler hafıza duvarını yıkarak yeniliği ortaya çıkarıyor.

Bu gönderiyi şu yolla paylaş:

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://semiwiki.com/ip/arteris/342991-arteris-is-unleashing-innovation-by-breaking-down-the-memory-wall/