A RISC-V magok párosítása a NoC-okkal, SoC-protokollok összekapcsolása – Semiwiki

Újra kiadta Platón

Követő: 0

A tervezőknek számos módja van a RISC-V megoldások megkülönböztetésére. Az egyik útvonal a specifikációnak megfelelő különféle RISC-V-mag testreszabásokba és bővítményekbe indul. Egy másik az IP-blokkok kiválasztására és összeállítására összpontosít egy vagy több RISC-V mag körül egy teljes rendszer-chip (SoC) kialakításban. Egy harmadik is kialakulóban van: a RISC-V magok és más IP-blokkok összekapcsolása hálózaton-chipen (NoC) az egyszerű buszstruktúra helyett. És ez nem csak a csúcskategóriákban érvényes – a RISC-V magok és a NoC-k párosítása számos SoC tervezési kihívásra ad választ, ahol az adatoknak hatékonyan kell áramolniuk bármilyen munkaterhelés mellett, bármilyen chip-protokollt használva.

A teljesítményszintek a fejlett összekapcsolási sémákkal változnak

A kapuk, magok és perifériablokkok egyszerű számlálása már nem írja le az SoC-tervezésben rejlő teljesítménypotenciált. A Semico Research szerint az összekapcsolási sémák határozzák meg az SoC teljesítményszintek közötti vonalakat, és megnyílt egy új szint, ahol az összekapcsolások az egyszerű buszstruktúrákról a kifinomultabb sémákra változnak.

A Semico frissített definíciója három működő erőt ismer fel: a többmagos tervezések elterjedtségét, egy magasabb lécet az összetettnek tartott tervezéshez, és az ezt követő elmosódó határvonalat a „mikrokontroller” és a „SoC” között. A Semico legújabb nézetében a kapunak számító mérőszám fogalma eltűnik, mivel egy modern processzormag több kaput is magával húzhat. A komplexitás az összekapcsolások függvényévé válik, amely alrendszerekkel és különféle IP-blokkokkal változik.

Semico teljesítményszintek

SoC teljesítményszintek, kép a Semico Research Corp. jóvoltából.

Ahol egy egyszerű busz megteszi, valószínűleg egyetlen processzormaggal és alacsony terhelésű perifériákkal rendelkező alkatrészt, amely nem folyamatosan verseng a buszért, ott a Semico áruvezérlő réteget lát. Minden ezen felül SoC lesz, feltehetően legalább néhány perifériával, amely a chipen belüli sávszélességért és a processzormag(ok) figyeleméért küzd. A magasabb SoC szintek több maggal és több IP-alrendszerrel rendelkeznek, mindegyik hangolt összekapcsolási technológiával.

A NoC-k több protokollt és alrendszert vesznek fel

A RISC-V gyorsan feljebb lépett ezeken a teljesítményszinteken, ahogy egyre erősebb magok jelentek meg, és nem kevésbé alkalmazható a Semico skála alsó végén. Előfordulhat azonban, hogy a RISC-V tervezői kevesebb tapasztalattal rendelkeznek a magasabb szinteken látható összetett összekapcsolási sémák terén. „A TileLink lehet az első gondolat a RISC-V összekapcsolásnál, de bonyolultabb forgatókönyvekben nehéz lehet használni” – mondja Frank Schirrmeister, az Arteris megoldásokért és üzletfejlesztésért felelős alelnöke.

A NoC szuperereje abban rejlik, hogy különböző protokollokat használva képes alrendszereket összekapcsolni, és az SoC tervezők valószínűleg több, akár közepes bonyolultságú protokollba is belefutnak. Az AXI kiegyenlítette a játékteret az egyszerű IP-blokk-kapcsolatok számára. A többmagos megoldások közös feldolgozási blokkokkal gyorsítótár-koherenciát követelnek meg, így létrejön a CHI protokoll. Az I/O memóriamegosztás elősegítette a gyorsabb CXL összeköttetés kialakítását. „Amikor eljött az ideje, hogy együtt optimalizáljuk a számítást és az átvitelt különféle alrendszerekkel és protokollokkal, a NoC jobb megoldás” – folytatja Schirrmeister.

Hogyan nézhet ki a RISC-V magok és a NoC-k párosítása? Az Arteris ügyfele, a Tenstorrent bepillantást enged a lehetőségekbe. A közelmúltban egy újrafelhasználható chiplet létrehozására törekedtek, amely egyesíti a RISC-V magokat, a gépi tanulási gyorsító IP-címet és a sok szélső AI-alkalmazásban megtalálható szabványos perifériákat. Méretben az egyformájú megvalósítás az alábbi diagramhoz hasonlóan nézhet ki, az Arteris Ncore gyorsítótár-koherens összeköttetést és az Arteris FlexNoC nem koherens összeköttetés több szegmensét használva.

RISC V chiplet NoC-vel

kép az Arteris jóvoltából

Az intelligens memóriavezérlő (SMC) nagy teljesítményű, szerver szintű memóriakapcsolatot biztosít a memóriaigényes alkalmazásokban. A névtelen „chiplet link” lehet az UCIe, egy viszonylag új specifikáció, amelyet szorosabb chiplet-integrációra optimalizáltak. Amikor új alrendszer-összeköttetések jelennek meg, a NoC egy részének adaptálása jobban kezelhető, mint a teljes chip-szintű struktúra feldarabolása.

A RISC-V magok és a NoC-k párosítása csökkenti a kockázatot és a forgalomba hozatali időt

Ha ez a diagram bonyolultnak tűnik, és adott, akkor talán a legtöbb RISC-V alkalmazás jelenleg nem olyan bonyolult, gondolja át a következőt: a chipletek már sokkal magasabbra késztetik az integrációt. A mai fejlett RISC-V többmagos alkatrész a jövő évi SoC értéke lesz, ahogy az innováció felgyorsul.

Az Arteris Ncore és Arteris FlexNoC fejlesztőeszközök RTL-t adnak ki a megvalósításhoz, számos előnnyel. A fizikai NoC-becslés egyszerű az EDA-munkafolyamatokban. A NoC paraméterek beállításai, például a folyamatszakaszok száma szintén néhány kattintással elérhetők az EDA eszközökben. Az alrendszer-protokoll hozzáadásához fent említett módosítások szintén könnyen végrehajthatók. „A csúcskategóriában a felhasználók azonnal hozzáférhetnek a NoC-szakértelemhez” – mondja Schirrmeister. „Eszközeink a legalacsonyabb szinten könnyen használhatók az első lépéses siker érdekében, és növekedési pályát biztosítanak az ambiciózusabb jövőbeli projektekhez, összetett összeköttetésekkel.”

A RISC-V magok és a NoC-k párosítása csökkenti annak kockázatát, hogy még egy IP-blokk kerüljön be a tervezésbe, és az összekapcsolás újratervezésének hullámzását idézze elő a chipen. Lecsökkenti a komplex SoC-konstrukciók forgalomba hozatali idejét is a barkácsolható összekapcsoló struktúrákhoz képest. Itt nem tárgyaltuk a NoC-k egyéb előnyeit, például a sávszélességet és az energiagazdálkodást, de a RISC-V-konstrukciókban a NoC-k esete erős, ha figyelembe vesszük a változatos protokollkeveréket.

Látogassa meg az Arteris weboldalát további információkért a NoC-okról és egyéb termékek.

Oszd meg ezt a bejegyzést ezen keresztül: