Logo Zephyrnet

Trí thông minh dữ liệu tạo

AI

Arteris đang giải phóng sự đổi mới bằng cách phá bỏ bức tường ký ức – Semiwiki

Được xuất bản lại bởi Plato
Được xuất bản lại bởi Plato

Ngày:

Lượt xem: 89
Arteris đang giải phóng sự đổi mới bằng cách phá vỡ bức tường ký ức
(được phép của Arteris)

Ngày nay có rất nhiều cuộc thảo luận về việc loại bỏ các rào cản đối với sự đổi mới. Các hệ thống bán dẫn là trung tâm của việc mở ra nhiều hình thức đổi mới kỹ thuật, giá như chúng ta có thể giải quyết được các vấn đề như làm chậm Định luật Moore, giảm mức tiêu thụ điện năng, nâng cao tính bảo mật và độ tin cậy, v.v. Nhưng có một rào cản khá lớn khác đó là chủ đề của bài viết này. Đó là sự khác biệt đáng kể giữa hiệu năng của bộ xử lý và bộ nhớ. Trong khi các hệ thống CPU và GPU đang mang lại mức hiệu suất đáng kinh ngạc thì bộ nhớ quản lý dữ liệu quan trọng cho các hệ thống này đang bị chậm lại đáng kể. Đây là vấn đề về bức tường bộ nhớ và tôi muốn xem xét cách Arteris mở ra sự đổi mới bằng cách phá vỡ bức tường ký ức.

Bức tường ký ức là gì?

Hình ảnh ở đầu bài này minh họa vấn đề về bức tường bộ nhớ. Bạn có thể thấy hiệu suất tăng đều đặn của CPU đơn luồng được mô tả bằng đường màu xanh lam. Đường màu xanh lá cây cho thấy hiệu suất tăng theo cấp số nhân được thêm vào bởi các cụm GPU. Mức tăng hiệu suất của GPU so với CPU được ước tính là 100 lần sau 10 năm – một thống kê đáng kinh ngạc. Một lưu ý phụ, bạn có thể thấy rằng bóng bán dẫn đếm cả cụm CPU và GPU xung quanh một đường thẳng tương tự. Hiệu suất GPU được mang lại bằng cách thực hiện ít tác vụ hơn, nhanh hơn nhiều thay vì ném nhiều bóng bán dẫn hơn vào vấn đề.

Nhiều hệ thống ngày nay là sự kết hợp của một số CPU thực hiện các nhiệm vụ quản lý rộng rãi với số lượng lớn GPU thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, thường liên quan đến AI. Sự kết hợp mang lại thông lượng đáng kinh ngạc mà chúng ta thấy ở nhiều sản phẩm. Có một mặt tối trong kiến ​​trúc hài hòa này được mô tả ở cuối biểu đồ. Ở đây, chúng ta thấy dữ liệu hiệu suất của các công nghệ bộ nhớ khác nhau cung cấp tất cả thông tin để các hệ thống này xử lý. Như bạn có thể thấy, hiệu suất được phân phối thấp hơn đáng kể so với CPU và GPU dựa trên các hệ thống bộ nhớ này.

Đây là vấn đề về bức tường bộ nhớ. Hãy cùng khám phá cách độc đáo mà Arteris đang giải quyết vấn đề này.

Phương pháp tiếp cận Arteris – NoC kết hợp bộ nhớ đệm có cấu hình cao

 Một cách tiếp cận được chấp nhận rộng rãi để xử lý tốc độ truy cập bộ nhớ chậm hơn là tìm nạp trước dữ liệu cần thiết và lưu trữ nó vào bộ đệm cục bộ. Truy cập dữ liệu theo cách này nhanh hơn nhiều – một vài chu kỳ CPU so với hơn 100 chu kỳ CPU. Đó là một cách tiếp cận tuyệt vời nhưng có thể khó khăn khi triển khai tất cả phần mềm và phần cứng cần thiết để truy cập bộ nhớ từ bộ đệm và đảm bảo dữ liệu phù hợp ở đúng nơi, đúng thời điểm và nhất quán trên tất cả các bộ đệm. Các hệ thống cung cấp giải pháp này một cách hiệu quả được gọi là bộ nhớ đệm mạch lạcvà việc đạt được mục tiêu này không hề dễ dàng. Ví dụ: việc triển khai đồng bộ chỉ dành cho phần mềm có thể tiêu tốn tới ~ 25% tổng số chu kỳ CPU trong hệ thống và rất khó gỡ lỗi. Thay vào đó, các nhà thiết kế SoC thường chọn các giải pháp phần cứng NoC nhất quán với bộ nhớ đệm, những giải pháp này minh bạch đối với phần mềm chạy trên hệ thống.

Andy Sơn Ca
Andy Sơn Ca

Gần đây, tôi có cơ hội nói chuyện với Andy Nightingale, phó chủ tịch quản lý và tiếp thị sản phẩm tại động mạch. Andy đã giải thích rất tốt những thách thức khi triển khai hệ thống kết hợp bộ nhớ đệm và giải pháp độc đáo mà Arteris đã phát triển để đối phó với những thách thức này.

Hóa ra sự phát triển của một kiến ​​trúc mạch lạc bộ nhớ đệm đáng tin cậy và tiết kiệm năng lượng liên quan đến nhiều khía cạnh phần cứng và phần mềm của thiết kế hệ thống. Để tất cả hoạt động đáng tin cậy, hiệu quả và đạt được các mục tiêu PPA cần thiết có thể khá khó khăn. Andy ước tính rằng tất cả công việc này có thể cần tới 50 năm kỹ thuật cho mỗi dự án. Đó là rất nhiều thời gian và chi phí.

Tin vui là Arteris có những kỹ năng đáng kể trong lĩnh vực này và công ty đã tạo ra một kiến ​​trúc mạch lạc bộ nhớ đệm hoàn chỉnh cho một trong những sản phẩm mạng trên chip (NoC) của mình. Andy đã mô tả Ncore, một NoC kết hợp bộ đệm hoàn chỉnh do Arteris cung cấp. Việc quản lý quyền truy cập bộ nhớ rất phù hợp với kiến ​​trúc mạng trên chip tổng thể mà Arteris nổi tiếng. Ncore quản lý phần kết hợp bộ đệm của SoC một cách minh bạch với phần mềm – giúp nhà thiết kế hệ thống tập trung vào các thách thức cấp cao hơn liên quan đến việc khiến CPU và tất cả các GPU đó thực hiện nhiệm vụ trước mắt.

Andy đã liệt kê ra một danh sách các khả năng đáng kể của Ncore:

  • Sản xuất: Kết nối nhiều bộ phận xử lý, bao gồm Arm và RISC-V, để đạt năng suất kỹ thuật tối đa và tăng tốc thời gian đưa sản phẩm ra thị trường, tiết kiệm hơn 50 năm công cho mỗi dự án.
  • Có thể cấu hình: Có thể mở rộng từ cấu trúc liên kết không đồng nhất đến dạng lưới, hỗ trợ các giao diện kết hợp CHI-E, CHI-B và ACE, cũng như các giao diện kết hợp ACE-Lite IO. Ncore cũng cho phép các tác nhân không kết hợp AXI hoạt động như các tác nhân kết hợp IO.
  • Tích hợp hệ sinh thái: Được xác thực trước với lõi ô tô Arm v9 mới nhất, mang lại mối quan hệ hợp tác đã được công bố trước đó với Arm.
  • an toàn: Hỗ trợ các yêu cầu ASIL B đến ASIL D cho các ứng dụng an toàn ô tô và được chứng nhận ISO26262.
  • Có hiệu quả: Diện tích khuôn nhỏ hơn, công suất thấp hơn và hiệu suất cao hơn theo thiết kế so với các lựa chọn thay thế thương mại khác.
  • Thị trường: Thích hợp cho các giải pháp Ô tô, Công nghiệp, Máy tính Doanh nghiệp, Người tiêu dùng và IoT SoC.

Andy trình bày chi tiết một số lợi ích đạt được trên thiết kế SoC dành cho người tiêu dùng. Chúng bao gồm quy hoạch sàn chip được sắp xếp hợp lý nhờ kiến ​​trúc phân tán cao, thúc đẩy việc sử dụng tài nguyên hiệu quả. Kết nối hiệu suất cao Arteris với kết cấu băng thông cao, độ trễ thấp đảm bảo truyền dữ liệu liền mạch và tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Tìm hiểu sâu hơn một chút, Ncore cũng cung cấp khả năng hiển thị theo thời gian thực về kết cấu kết nối với khả năng theo dõi cấp độ giao dịch, giám sát hiệu suất cũng như phát hiện và sửa lỗi. Tất cả các tính năng này tạo điều kiện cho việc gỡ lỗi dễ dàng và chất lượng sản phẩm vượt trội. Hỗ trợ hệ sinh thái toàn diện và khả năng tương thích với các giao diện tiêu chuẩn ngành như AMBA, cũng tạo điều kiện tích hợp dễ dàng hơn với các thành phần và công cụ EDA của bên thứ ba.

Đây là một cuộc thảo luận rất hữu ích. Có vẻ như Arteris đã giảm đáng kể chi phí triển khai các kiến ​​trúc mạch lạc trong bộ nhớ đệm.

Để tìm hiểu thêm

Tôi đã đề cập đến một số chi tiết cụ thể về công việc Arteris đang làm với Arm. Đừng nghĩ rằng đó là đối tác duy nhất mà công ty đang hợp tác. Arteris được mệnh danh là Thụy Sĩ của hệ thống IP. Công ty cũng có công việc quan trọng với cộng đồng RISC-V như chi tiết trong bài đăng SemiWiki tại đây.

Arteris gần đây đã công bố mở rộng sản phẩm Ncore của mình. Bạn có thể đọc cách Arteris mở rộng IP kết nối mạch lạc bộ nhớ đệm Ncore để tăng tốc các thiết kế điện tử tiên tiến nhất tại đây. Trong bản phát hành, Leonid Smolyansky, Ph.D. SVP SoC Architecture, Security & Safety tại Mobileye đã đưa ra những nhận xét sau:

“Chúng tôi đã làm việc với công nghệ mạng trên chip Arteris từ năm 2010, sử dụng nó trong các công nghệ hỗ trợ người lái và lái xe tự động tiên tiến của chúng tôi. Chúng tôi rất vui mừng vì Arteris đã sử dụng năng lực kỹ thuật vượt trội của mình để giúp giải quyết các vấn đề về khả năng chịu lỗi và thiết kế SoC đáng tin cậy.”

Ngoài ra còn có một đoạn ngắn (hơn một phút) video giải thích những thách thức mà Ncore giải quyết. Tôi thấy video khá nhiều thông tin. 

Nếu bạn cần cải thiện hiệu suất cho thiết kế tiếp theo của mình, bạn chắc chắn nên xem xét kỹ các giải pháp kết hợp bộ nhớ đệm do Arteris cung cấp. Bạn có thể tìm hiểu thêm về Ncore tại đây. Và đó là cách động mạch đang giải phóng sự đổi mới bằng cách phá bỏ bức tường ký ức.

Chia sẻ bài đăng này qua:

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img

Bản quyền @ 2024 Plato Technologies Inc.