トップモバイルOEMはNetSpeedを使用して次世代アプリケーションプロセッサを強化

  • By Eric Esteve
  • 20th 4 2016

スマートフォン部門は現在チップメーカにとって最も競争の激しい市場であることは確かで、毎年繰り返される製品発売はアプリケーションプロセッサの設計サイクルに大きな負担となっています。エンドユーザは、高周波数、低レイテンシ、低消費電力の観点から、アプリケーションプロセッサパフォーマンスの限界を広げる高解像度画像、高音質、かつてないほど高速で複雑なアプリケーションの恩恵に浴することを期待しています。これまでにない高パフォーマンスを競うレースは、常に多数のコア、CPU、またはGPUに転嫁されることにもなります。

キャッシュメモリの統合による処理の最適化はよく知られているアーキテクチャですが、コアが増えると、キャッシュコヒーレンシという新たな問題が生まれます。メモリは多くのコア間で共有される必要があるため(下図の6 GPUおよび2 CPU)、1つのコアが正確な記憶場所を読み取ると、別のコアがこの同じ場所を書き込んだ後で、以前のものではなく最終的な書き込み値を返さなければなりません。キャッシュコヒーレンシは、キャッシュとメモリ間の一貫性を維持する機能として定義できます。キャッシュコヒーレンシは、設計を複雑にしますが(固有の関数を開発する必要があります)、全体的なシステムパフォーマンスに重大な影響を与えるために、民生用またはモバイルアプリケーションでも、現在ではネットワーキングやデータセンターで使用されているため、複雑なマルチコアSoCの不可欠な機能になるでしょう。

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NetSpeedの顧客にはモバイルOEMがおり、主力のスマートフォン製品に搭載する独自のアプリケーションプロセッサ(AP)を開発しています。この最新世代アプリケーションプロセッサは古くならないプラットフォームとして定義されています。プロセッサが将来の世代に採用できるようにするために、キャッシュコヒーレンシをサポートする仕様が必要です。厳しい要件(パフォーマン倍増、低消費電力、複雑なQoS要件)が列挙されたリストを考慮して、チームは、従来の設計に閉じ込もったり低バンド幅クロスバーベースのインターコネクト設計の使用を強制されたりすることを免除されました。 コヒーレントおよび非コヒーレントの要件を両方とも満たすことができる市販のオンチップインターコネクトソリューションは、NetSpeedのGemini NoC IPだけです。NetSpeed IPを選択することで、この会社は、現在の非コヒーレント設計の要件、および将来のコヒーレント設計さらにはコヒーレントと非コヒーレントが混在するトラフィック設計の要件を満たしたシングルソリューションを実装することができました。このアプローチにより、後になって設計チームが新しいキャッシュコヒーレントアーキテクチャを実装する必要に迫られた場合、既知のよく理解しているインターコネクトIPを扱うことになるため、将来のSoC設計のリスクを最小限に抑えることができます。 すべてのインターコネクト(またはNoC)が等しく作成されるとは限りません。NetSpeedのレイアウトを意識したインターコネクト合成エンジンは、ワークロードモデルに基づくインターコネクトアーキテクチャを最適化する画期的なソリューションで、最適なトポロジを数分以内に用意することができます。NetSpeedのNoCの実装は、新世代SoCを導き、顧客が設定した目標よりもレイテンシが20%低下し、最大周波数は15%増加します。NetSpeedは検証済みのインターコネクト設計を数分以内に合成するため、設計スケジュールに直接影響を与え解析は6か月から数時間にまで短縮されます。 モバイル用の異機種混在マルチコアSoCの設計は、消費電力だけでなくクオリティオブサービス(QoS)の非常に高い目標も満たす必要があります。QoSはパフォーマンスに相当するものではありませんが(フレーム/秒またはMIPSの点で)、ありきたりのQoSは優れたパフォーマンスを机上の数字に引き下げてしまう可能性があります。たとえば、NetSpeedのGemini NoCを使用すると、自動化したバーチャル割り当てにより、リアルタイムのバンド幅割り当てメカニズムを作成することができます。配置配線後の配線数はSoCの消費電力だけでなく、配線の混雑によるSoCのパフォーマンス自体にも直接影響を与えます。メモリコントローラの隣りの配線を65%削減することは、このように重大な結果になります。消費電力が減少するだけでなく、この重要なエリアで配線が簡単になることでより厳しいタイミングの制約にも対応できるようになります。 NetSpeedのNoCソリューションを使用して、モバイル用の異機種混在マルチコアSoCアプリケーションプロセッサを設計すると、この種のSoCの信じられないようなTTM要件を満たすか上回り、QoSの改善および周波数の最大限度の引き上げを図り、キャッシュコヒーレントなNoCを統合することにより将来に備えることができ、最終的にNetSpeedの顧客は、オンラインの消費電力ビヘイビアを伴いモバイル顧客の期待に沿うAP SoCを発売することができます。 このブログは「NetSpeedの「モバイル」成功事例」から引用しました。この事例とデータセンターAP、自動化SoC、ネットワーキング、デジタルホームSoCまたはデータセンターストレージ事例の詳細は、こちらをご覧ください。

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