Arteris用互联IP化解SoC的核战争

　　如今SoC的一大发展方向是集成越来越多的核，诸如CPU、GPU、DSP、存储器控制器等，而且多核异构现象越来越普遍。尽管很多专家认为核未必越多越好，呼吁提高单核/少量核的效率，避免核战争的过度炒作。确实前几年一些企业在推出4核、8核芯片后，转而精雕细琢——致力于提高较少核的效率。

　　但最近很多核(many core)在身边的电子设备中又有所抬头。4月某国内手机厂商宣称其手机采用了10核处理器。无独有偶，芯片老大Intel在“台北国际电脑展”上也宣布推出10核台式机处理器。难道核战争又要升级了?

　　近日，见到了SoC多核互联IP公司Arteris，该公司的首席技术官Craig Forrest认为，单核确实可以做到很高的效率，多个核时每个核的效率会有所下降。不过从降低功耗的角度，多核也许是一种好办法。笔者明白了为何手机厂商热衷核竞赛。

        随着处理器核数量的增加，又一场核战争也爆发了。即不同厂商的IP核如何有效兼容。我们经常看到这样一种现象，一些擅长做CPU/DSP/32位RISC的公司采用了ARM核，但是推芯片时偏好做纯种的处理器架构(例如X86)或ARM处理器。这些公司的解释是：因为某某架构太受欢迎了。通常我们是根据客户的需求才决定如何做。笔者心想：他们为何不说外购ARM核花钱较高，增加了客户的支出?

　　因此笔者猜想这些公司的痛点之一是：不同公司IP的总线和时延等是不太兼容或一致的，把它们弄成一致是比较费劲的。

　　硅谷初创公司——Arteris应运而生。该公司专门做NoC(Network-on-Chip)的，即解决SoC芯片中的核与模块之间互联的问题。该公司的主要客户就是中国的手机等移动芯片厂商。公司营销副总裁Kurt Shuler称华为、ZTE、小米、瑞芯微、新岸线、紫光RDA等公司是其客户。而且他非常看好中国的芯片设计市场(如下图)。

　　为了满足异构处理器互联的需求，近日，该公司又献上一大力作：1.5版本的NCore cache一致性互连IP(cache coherence)，用于异构多核SoC的高效率设计。

　　Arteris公司是从事系统级芯片(SoC)互连IP的创新性供应商，它的商用系统级芯片NoC互连IP已经广泛被采用。NCore IP是分散式异构cache一致性互连解决方案，系统设计师可以用它高效率地设计出cache一致性的系统，它的优点是具有多个可配置的Snoop Filter和嵌入式高速缓存(cache)。在今天的SoC设计中通常使用传统固定式或集中式cache一致性式互连，与之相比，NCore IP更加灵活。.

　　由于可以同时实施不同的cache一致性协议、高速缓存状态模型和缓存组织，NCore互连IP增强了SoC设计的可配置性。使用这种互连IP，可以设计出异构cache一致性的系统级芯片，用于快速发展的市场，例如移动无线、HDTV、企业级存储设备、汽车辅助驾驶系统(ADAS)、微型服务器和连网设备。

　　1.5版本NCore互连IP可以实现一至八个完全一致性的端口(agent)，多个Snoop Filter(它们的大小、一致性端口的关联性都可以配置)，以及可配置嵌入式Proxy Caches(也称作“I / O高速缓存”)。在架构方面的优势，使得NCore得以远远超出1.5版本的功能，因而未来NCore产品的发展未可限量。

　　Arteris NCore IP纳入了可配置的Proxy Cache，增强了非一致性端口(agent)访问一致性系统的性能，使得非一致性的IP可以与整个系统做到一致性。 NCore的可配置性能非常好，因而设计人员可以选择一致性端口(agent)和内存界面端口的数量，可配置Snoop Filter的数量和大小，以及嵌入式Proxy Cache的数量和大小。

　　与传统固定式或集线式cache 一致性方案相比，NCore一致性互连IP是由相同部件和核心元件组成的分散式解决方案，因而互连IP可以扩展和缩小，以适应各种处理的要求。按这种方式分布的硬件架构，也可以改善系统的电源管理、物理实际和时序收敛。

　　NCore的优点

　　•异构一致性端口(agent)—可以让设计人员同时使用不同的一致性协议、缓存状态模型和缓存组织，因而可以使用多家不同供应商和内部开发团队的一致性IP。

　　•分散式架构—改善布局设计和时序收敛，同时支持业界最灵活的时钟管理和电源管理。

　　•可配置Snoop Filter—根据系统中每个端口(agent)的特性，对多个Snoop Filter的组织、规模和关联性来进行配置。

　　•Proxy Cache—可以用传统的IP来实现整个系统的一致性。

　　•可扩展性 — 由于是使用元件实现的解决方案，可以灵活地扩展，以满足系统的要求。

　　“针对提高系统设计师进行设计的灵活性和可配置能力，我们专门开发了NCore，从而满足大多数要求很高的系统对应用性能的要求。”Arteris公司总裁兼行政官K. CharlesJanac说。“我们开发NCore互连的目的是，使得更需要Cache 一致性的加速器，例如视频和图像处理器，可以设计成与主中央处理单元(CPU)是一致的，以便更多地利用半导体行业中的Cache 一致性。”

　　Arteris公司简介

　　Arteris公司提供NoC互连 IP和工具，来加速SoC半导体(SoC)的组装，用于范围广泛的应用系统。由于三星、华为 / Hisilicon、Mobileye、Altera和德州仪器等半导体设计客户迅速的采用，使得Arteris在2012年和2013年成为跻身500顶尖公司榜和德勤500快速成长技术公司榜的唯一半导体IP公司。由于使用Arteris的产品线，客户取得的效果包括低功率、更高的性能，更有效的设计重复使用以及SoC的更快发展，从而降低开发成本和生产成本。