Adaptív óratechnológia a valós idejű leálláshoz

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Az integrált áramköri terminológiában a droop az áramkörben előforduló feszültségesés. Ez egy jól ismert jelenség, és a következő okok miatt fordulhat elő. A tápegység azon működési tartomány alá esik, amelyre a chipet tervezték, ami leesést eredményez. A vezető elemek több áramot vesznek fel, mint amennyire tervezték, ami leesést eredményez. Néha a tápegység jelinterferenciája vagy zaja feszültségingadozást is okozhat, ami leesést eredményezhet.

A leesések befolyásolhatják az áramkör működését. Az egyik ilyen hatás a chip csökkent teljesítménye, ami hosszabb feldolgozási időt eredményez. A következők azonban a súlyosabb és/vagy katasztrofálisabb hatások közül kerülnek ki. A chip több áramot vehet fel a teljesítmény szinten tartása érdekében, ami megnövekedett energiafogyasztáshoz és hőelvezetéshez vezet. Ez a chip élettartamának csökkenéséhez, súlyos esetekben pedig a chip teljes meghibásodásához vezethet a beállítási és tartási eltérések miatt. A leesések adatsérülést vagy hibákat is okozhatnak a kimenetben. Ez nagyon komoly probléma azoknál az alkalmazásoknál, amelyek a chip pontosságától és megbízhatóságától függenek.

A chipek és rendszerek tervezésénél természetesen komolyan figyelembe veszik a leesés jelenségét. A leállások csökkentésének leggyakoribb módszerei a tápegység szétkapcsolása, a feszültségszabályozás, az áramkör optimalizálása és a rendszerszintű energiagazdálkodás. A leesés-csökkentő megoldások tervezésekor gondosan figyelembe veszik azokat a feltételeket és működési környezetet, amelyben a chip fog működni.

Modern kor problémái

Ahogy az SoC-k összetettebbé válnak, a leállási problémák is meglehetősen bonyolulttá válhatnak. Az SoC tervezését a teljesítmény, az energia, a költség, a formai tényező stb. szempontjából optimalizálni kell, a leesés csökkentésére való optimalizálás mellett. Néha ezek az optimalizálási célok versenghetnek egymással, és ellentmondanak, és kompromisszumokat kell kötni. Például az SoC építészek növelhetik az üzemi feszültséget, növelve a tartalékot, hogy megkerüljék a helyi és globális lecsengést, de ez az emelkedés négyzetesen növeli a teljesítményt. Alternatív megoldásként a tervezők az óragenerációt alkalmazkodhatják a lecsengéshez, ami a teljesítményt az óragenerálás kapcsolási idejének függvényévé teszi.

Következésképpen az adatközpont számítási területén és az AI-térben található nagy SoC-k különösen érzékenyek a leesésre. Az ügyfelek munkaterhelése nagyon változatos és dinamikus, ami jelentős ingadozásokhoz vezet a váltási tevékenységben és az áramfelvételben. Természetesen a rendszerek nem engedhetik meg maguknak, hogy az elakadt problémákat figyelmen kívül hagyják. A chipek pontatlan kimenete vagy katasztrofális meghibásodása miatti potenciális felelősség túl magas a mai rendszerek és alkalmazások számára.

Lokalizált lemorzsolódási problémák

Az alkalmazás-specifikus gyorsítókat széles körben használják az általános célú processzorokkal párhuzamosan, hogy biztosítsák a mai igényes számítási környezetekben megkövetelt teljesítményt és energiahatékonyságot. De ezek a gyorsítók, valamint a magok növekvő száma és a munkaterhelések aszimmetrikus jellege növelik a helyi feszültségesések kockázatát. Ezek a lokalizált feszültségesések a kapcsolási aktivitás hirtelen megnövekedésének következményei, és átmeneti hibákat és potenciális küldetési mód meghibásodásokat okozhatnak.

Ha lokális leesés lép fel, a hatás dinamikus frekvenciaskálázással mérsékelhető. Ez az áramkör időzítésének programozható óra segítségével történő beállításával érhető el. A programozható óra lehetővé teszi az órafrekvencia és az időzítés dinamikus beállítását az áramkör aktuális működési feltételei alapján.

A Movellus megkönnyíti a helyi leállások kezelését

A Movellus, a vezető digitális rendszer-IP szolgáltató kifejlesztette az Aeonic Generate termékcsaládot a helyi leállások kezelésére. A Movellus Aeonic portfóliója adaptív órajel-megoldásokat kínál, amelyek gyorsan reagálnak a leállásra. A portfólió tartalmazza az adaptív órarendszert. Az építőelemek szintetizálható Verilogból készülnek, így alapvetően rugalmasak. A megoldások konfigurálhatók, szkennelhetők és folyamatban hordozhatók a fejlett SoC alkalmazások széles skálájához.

Az Aeonic Generate termékcsalád is lényegesen kisebb, mint a hagyományos analóg megoldások. Ennek eredményeként a tervezők a kívánt részletességgel példányosíthatják az IP-t anélkül, hogy ez jelentős hatást gyakorolna a területre. Ezen túlmenően, ahogy a tervek finomabb folyamatgeometriák felé haladnak, az Aeonic Generate terület folyamatosan méreteződik, így ideális megoldás a jövőbeli tervekhez.

Egy pár használati eset

A Movellus következő ábrája egy ADAS processzor példáját mutatja be az Aeonic Generate AWM platformmal a honosított leállás támogatásához. Az építész az AWM modult egy alkalmazás-specifikus alblokkkal vagy gyorsítóval párosítaná, hogy öt órajel cikluson belül hibamentes és gyors frekvenciaváltásokkal reagáljon a munkaterhelés által vezérelt lokalizált leállásokra. Ez a megközelítés megbízható és hatékony megoldást kínál az ADAS, 5G és adatközponti hálózatok piacán jelentkező lokalizált leállások kihívásainak kezelésére.

A Movellus következő ábrája egy példa architektúrát mutat be egy tengernyi processzor-SoC-re, amely Aeonic Generate-tel rendelkezik a lokalizált leállás támogatásához. Egy építész egy Aeonic Generate AWM modult párosítana a processzorfürthöz és a hozzá tartozó feszültségtartományhoz tartozó leállás-érzékelővel, hogy gyorsan reagálhasson a munkaterhelés által kiváltott lokalizált leállásokra. Ez lehetővé teszi a tervezők számára, hogy lokalizált és független leállási választ biztosítsanak a szomszédos processzorfürtök teljesítményének megváltoztatása nélkül.

Összegzésként

Az alkalmazás-specifikus gyorsítókat tartalmazó heterogén SoC-ekben lokalizált feszültségesések fordulhatnak elő. Ezek az elakadások időzítési hibákhoz, átmeneti hibákhoz és küldetési üzemmódbeli hibákhoz vezethetnek az ADAS-ban, az adatközponti hálózatokban és az 5G-alkalmazásokban. A rendszertervezők alkalmazkodó órajelet alkalmazhatnak, hogy reagáljanak ezekre az elakadásokra és mérsékeljék a hatást.

A Movellus™ Aeonic Generate Adaptive Workload Module (AWM) nagy teljesítményű óragenerációs IP-termékek családja az Aeonic Intelligent Clock Network™ architektúra részét képezi. További információkért lásd a Movellus' Aeonic Generate™ AWM oldal.