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MIPS I6500:“内外异构”造就出色系统效率和最优功耗

作者:中国电子商情 单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2016-11-24

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Imagination有三大技术法宝,分别是PowerVR 多媒体技术、Ensigma通信技术,以及MIPS CPU。其中,PowerVR以领先的功耗与面积效率,在GPU计算、光线追踪、相机ISP及视频领域广获应用;Ensigma技术凭借高效、可扩展及灵活性成为业内最大的连接性IP;MIPS CPU则是多线程处理器的代表,根据Imagination的数据,基于该架构的产品每年出货超过7亿颗,30年累计出货已超过70亿颗。

MIPS CPU的差异性主要体现在:在给定时间内可完成更多操作的硬件多线程、全系列产品均支持的硬件虚拟化、无模式转换且软件无需更改模式即可执行64比特代码的高度灵活性,以及可靠的多域安全等几个方面。近日,Imagination宣布,面向日益依赖于异构运算的应用,如高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶汽车、网络、无人机、工业自动化、安全性、视频分析、机器学习等,推出新型Warrior I-class I6500 CPU。此款多线程、多核、多集群设计可为多核异构设计提供全新等级的系统效率与可扩展的运算能力。

本次新产品发布会也是Imagination CEO Andrew Heath先生于2016年5月26日开始担任这一职位以来首次与中国媒体的会面,他表示:“MIPS I6500已为可扩展的异构多核设计树立了新的标准,并能为致力于推动市场变革的行业先行者提供一套具有高度差异化特性的解决方案。Mobileye便是拥有远见的先行者之一,它正以先进的、通过验证的技术引领ADAS与无人驾驶技术的发展,并将持续推动创新,突破极限。”

具体来看,MIPS I6500 CPU是一款64位、多线程、多核、多集群CPU,具备从嵌入式到云应用的可扩展性。它的重要特性包括:

图1 MIPS I6500 的“内部异构”

图2  MIPS I6500外部异构之CPU+GPU

内部异构:在单一集群中,设计人员能够通过不同的线程组合、不同缓存容量、不同频率甚至电压来配置每个CPU,实现最优化的功耗。

外部异构:拥有AMBA ACE接口的最新MIPS一致性管理器(Coherence Manager),能与Arteris及Netspeed等提供的常用ACE一致性架构解决方案相连,让设计人员混合搭配处理集群的芯片配置,包括PowerVR GPU或其他的加速器,以实现出色的系统效率。

并行多线程(SMT):以MIPS CPU在多代产品广泛超标量结构双发射执行(dual issue)设计为基础,此经过验证的特性能在每个时钟周期的多个线程中执行多个指令,可提供更高的利用率及CPU效率。

硬件虚拟化(VZ):I6500具有MIPS I6400核率先支持的实时硬件虚拟化技术。通过将以前多个CPU核的应用安全地整合在一个核中,设计人员能够节省成本、降低多核的功耗,并能根据每个应用有针对性地动态配置CPU带宽。

SMT与VZ相结合:在I6500中,结合SMT与VZ,可为要求实时响应的应用提供“零上下文切换”(zero context switching)的特性。该特性再加上提供紧耦合便签式存储器(scratchpad memory),使得I6500成为需要确定性(deterministic)代码执行的应用的理想选择。

由于I6500是专为高性能、高效率数据传输而设计,能以每个CPU的数据便签式存储器(scratchpad memory)来本地化运算资源,并在线程与核之间提供快速路径信息/数据传送特性,因此运算密集、数据处理和网络应用的理想选择。此外,I6500还支持OmniShield技术,其多域(multi-domain)安全性技术,能在可信任的环境中隔离应用程序,并通过隔离为安全奠定基础。为了产品的简化软件开发,I6500以成熟的MIPS ISA为基础,拥有多家供应商共同组成的开发生态系统的广泛支持。采用I6500的客户能够享有多样化的编译器、调试器、操作系统、超级用户管理程序以及应用软件选择,这些全部都已针对MIPS ISA进行了优化设计。

Imagination公司MIPS处理器IP执行副总裁Jim Nicholas表示:“I6500 CPU将在Mobileye的下一代EyeQ 5 SoC的异构一致性处理集群扮演重要角色,此款SoC将用于在2020年问世的完全无人驾驶(FAD)汽车中作为中央处理器,负责传感器融合(sensor fusion)的运算操作。”EyeQ5 共内建8个多线程MIPS CPU核,并与18个Mobileye的视觉处理器(VP)核耦合在一起。通过结合Mobileye的各种单/多摄像头驾驶辅助/自驾车系统算法,并运用其特定的视觉加速器以及Imagination的MIPS CPU提供的超高效率实时处理与控制,这些视觉处理器将能以极低的功耗实现优异的运算能力。

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