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[移动设备] 64位MIPS Warrior内核将改变从移动设备

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发表于 2020-3-1 15:13:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

Imagination Technologies 今天发布高效的 MIPS I-class I6400 CPU 系列产品,这是第一款结合 64 位架构与硬件虚拟化技术的 IP 内核,通过多线程、多核与多集群一致处理(multi-cluster coherent processing)技术,能提供可扩展的性能。I6400 杰出的特性组合以及性能/功耗/面积的领先优势,使其遥遥领先于竞争产品,并能协助客户打造出具备相同性能、但面积更小的内核,或是相同面积、但速度更快的内核。

MIPS Warrior I-class 处理器内核已为主流的 64 位应用设立新的标准,这些应用包括嵌入式、移动、数字消费、先进通信、网络和存储 —— 这是单一MIPS内核系列所能瞄准的最广泛应用组合。

Imagination 市场营销执行副总裁 Tony King-Smith 表示:“这是一款众所期待的 MIPS Warrior 内核。随着业界朝向指令集中立性转移,现在客户可以根据技术优势来选择 CPU 内核了。与竞争产品相比,I6400更具效率、灵活性与可扩展性,它的特性组合可以充分满足包括智能手机和平板电脑等各种下一代应用的需求。我们了解,像多线程这类的独特特性能为许多应用带来显著优势,而已经采用这项技术的客户也深表赞同。因此,毫不意外地,我们已经在多个市场拥有 I6400 的授权客户了。”
Tirias Research 创始人兼首席分析师 Jim McGregor 表示:“为了适应从 IoT、移动、到网络与存储等应用的不断演进,厂商需选择能帮助他们开发出具有前瞻性设计的可扩展平台。结合 64 位、多线程和多核/多集群支持等特性,I6400 是一个高度灵活、低功耗的处理器架构,能够针对广泛应用扩展其性能。Imagination 现在拥有从微控制器到 64 位服务器等完整的 MIPS IP 内核,能为广泛应用提供另一种技术方案,并将改变业界的竞争态势。”
I6400 系列内核的重要特性:
•高效、可扩展的 64 位性能:I6400 可协助客户为不同市场设立新的价格/性能标准。与领先的同类竞争产品相比,它的 CoreMark 性能指标高出 50%,以及 DMIPS 高出 30%*。I6400 能构建为非常多样化的性能、功耗和面积运行组合,若采用积极的构建方式,还能实现高频率性能。

•硬件多线程:I6400 采用每个内核最多可支持四个硬件线程的硬件多线程技术。Imagination 经过验证的 MIPS 多线程技术可实现更高的利用率与 CPU 效率。I6400 内置的即时多线程(SMT)技术,是以 MIPS 和 Imagination 工程团队数十年建立的多线程专业技术为基础,能在每个时钟周期内,让多个线程执行多个指令。初步的基准测试显示,增加第二个线程能使 SPECint、以及EEMBC 的 CoreMark 等业界常用的基准测试增加 40-50% 的性能,但增加的集群面积却不到 10%。像浏览器等真实世界的应用也能充分发挥多线程技术的优势。

•硬件虚拟化:成为 MIPS Warrior 内核系列新成员的 I6400 也同样具备硬件虚拟化技术,可提供更高的安全性与可靠性,并有助于为整个系统和 SoC 实现统一的安全性和虚拟化策略。I6400 中所构建的硬件虚拟化技术最多可支持 15 个安全/非安全的虚拟机(guest)。

•下一代安全性:作为 Imagination 统一安全性策略的一部分,这是专为适应不断演进、且新兴的连网应用的隐私权和安全性需求所设计。I6400 内核已经过优化设计,可支持多种独立的安全内容与多种独立的执行域。这项大幅增强的安全功能采用了 Imagination 与生态系统伙伴的技术,并能涵盖 SoC 中的其他关键元件。这一解决方案具备可扩展性,可支持跨各种应用与内容来源的安全内容传送、安全支付、身份保护以及更多功能。

•先进的功耗管理:I6400 拥有支持 MIPS 架构的 PowerGearing™ 先进功耗管理功能,其中包括能为异构集群中的每个内核提供专属的时钟与电压水平,并同时维持整个 CPU 的一致性,因此休眠中的内核只有当需要时才会被唤醒。

•高效 FPU:I6400 中内置了经过验证的硬件浮点单元(FPU),可支持与一般运算相关的个位数与二位数精度,并能提升控制系统的处理。

•128 位 SIMD:I6400 可支持 128 位 SIMD 功能,能在数据平行应用中充分发挥 SIMD 运行的效率,来为广泛的任务提供高性能与高处理能力。它是以 MIPS SIMD 架构为基础,秉承真正的 RISC 精神,其定义好的指令可轻松获得 C 或 OpenCL 这类高级语言的支持,可快速、简单地开发新的代码,并同时保留现有的代码。I6400 中的 SIMD 可支持多种整数(8、16、32 和 64 位)和浮点(32、64 位)数据类型,使其可为音频、视频、视觉和其他运算密集型应用提供优异效率。
下一代的多核一致性(coherency)
I6400 采用最新一代的 MIPS Coherency Manager(MIPS 一致性管理员)架构,这是以新的多核一致互连架构为基础。它可支持每集群最多达 6 核的多核配置,并且单一集群上的多核都能拥有不同的合成目标,并以不同的时钟频率和电压运行。一致性管理员架构中构建了多项高性能特性,包括硬件预取(pre-fetching)、以及比前一代架构更宽的总线和更低的时间延迟。
可扩展、多集群一致性
I6400 内核是专为能以各种不同的线程、内核和集群组合形式供应而设计,采用最多可支持 64 个集群的多集群架构。此内核也专为能在未来的异构集群 SoC 中运行而设计,这类 SoC 会同时采用 CPU、GPU 和其他处理单元。
MIPS:终极的 64/32 位架构
新款 I6400 内核系列是以 MIPS Release 6 (r6) 架构为基础,因此可获益于 MIPS 指令集的持续演进。为了锁定下一代应用,MIPS r6 增加了新的指令,可为 Android 的 JIT、JavaScript、浏览器、PIC(位置独立码),以及今天的更大工作负荷带来更高性能。作为 MIPS32 架构的超子集,MIPS64 架构不需要独立的ISA、或模式切换,可免除不必要的芯片面积与功耗浪费。未来的 MIPS Warrior 内核将运用增强的 MIPS r6 架构,以及新一代的一致性管理员架构。
广泛的生态系统支持
I6400 客户可获益于既有 MIPS 的广泛生态系统支持,包括软件、工具和应用程序,以及新成立的 prpl 开放源基金会。拥有博通、Cavium、Ikanos、Ineda Systems、君正集成电路、Lantiq、PMC、高通等创始会员以及其他厂商的加入,prpl 可为 MIPS I-class 和其他 Warrior 内核提供令人振奋的开放源软件,并聚焦于从 IoT 到数据中心等各种市场。

工具与软件

Imagination 和多家 MIPS 生态系统伙伴已经可为 I6400 内核提供广泛的开发工具和软件支持,并正持续开发中。此外,I6400 已为最新的 64 位和 32 位移动操作系统进行优化设计。基于长期对 32 位 MIPS 架构的支持,即将问世的 Android ‘L’ 版本也能包括对 64 位 MIPS 架构的支持。适用于 I-class 内核的Hypervisor 正在开发中,客户能充分发挥硬件虚拟化技术以及增强的多内容安全性功能。
开始采用 I6400 内核
通过 prpl 开放源基金会完成的首批计划之一,是在 QEMU 开放源硬件模拟器中加入对 MIPS64 r6 架构的支持,现已可从http://github.com/prplfoundation 网站取得。利用 QEMU,开发人员便可开始为 64 位I6400 开发应用程序与软件。


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