日前,SoC互連IP的創新性供應商Arteris公司推出了一種半導體設計技術,在用不同供應商的IP設計出高速緩存一致性(Cache Coherent)高效率系統時,它提高了系統級芯片設計師的設計能力。利用這項新技術,推出了業界第一個分散式、異構高速緩存一致性(Cache Coherence)互連,幫助設計人員實現更高的頻率,更低的功耗,高效率地生產有特色的系統級芯片,縮短產品進入市場的時間。這種系統級芯片跨越多個設計領域,如移動設備、高清晰度電視、企業級存儲、汽車的先進駕駛輔助系統(ADAS)、微服務器和網絡等市場。
Arteris首席技術官Craig Forrest
“Cache Coherency是一個機制,用于保證多個核里面的數據一致。有兩種做法,一種是在軟件里面處理,但功耗較大,因此硬件的方式越來越受歡迎。”Arteris首席技術官Craig Forrest解釋,“Arteris的Ncore就是一個硬件實現的Cache一致性產品,在Ncore上可以掛多個核,包括一致性和非一致性的核,而Ncore能保證它們數據的一致性。”由于可以同時實施不同的cache一致性協議、高速緩存狀態模型和緩存組織,NCore互連IP增強了SoC設計的可配置性。使用這種互連IP,可以設計出異構cache一致性的系統級芯片。
Arteris硬件總設計師David Kruckemyer指出:“業界上的一致性總線通常用一個時鐘一個電源管理,而Ncore可以實現每一個每一個接口用不同的時鐘不同的電源管理,這樣系統架構的設計師可以在設計時劃分不同的電源管理,這對降低系統功耗非常有益。”
NCore的優點
?異構一致性端口(agent)—可以讓設計人員同時使用不同的一致性協議、緩存狀態模型和緩存組織,因而可以使用多家不同供應商和內部開發團隊的一致性IP。
?分散式架構—改善布局設計和時序收斂,同時支持業界最靈活的時鐘管理和電源管理。
?可配置Snoop Filter—根據系統中每個端口(agent)的特性,對多個Snoop Filter的組織、規模和關聯性來進行配置。
?Proxy Cache—可以用傳統的IP來實現整個系統的一致性。
?可擴展性 — 由于是使用元件實現的解決方案,可以靈活地擴展,以滿足系統的要求。
比起目前系統級芯片(SoC)中常用的固定式和集中式高速緩存一致互連,它的可配置性更強。此外,Arteris的這項技術也能夠提高非高速緩存一致性(Non cache coherent)端口(Agent)的效能。非高速緩存一致性端口透過使用Proxy Cache技術(也稱為“I / O高速緩存”)可以訪問高速緩存一致性的子系統,這使得包含非一致性IP在內的整個系統可以實現整體高速緩存一致性的好處。
該技術的可配置程度很高,因而系統級芯片設計師可以自由決定一致性端口(Agent)和存儲器界面(memory interface)端口的數量,可以配置Snoop Filter數量和大小,以及Proxy Cache和末級高速緩存的數量和大小。利用這種分散式硬件架構,有利于物理實現,并改善時序收斂,因為它更自然地與實際的Floor Plan的約束(constrain)做到一致。
因為可以同時支持不同的高速緩存一致性(heterogeneous cache coherent)協議、高速緩存狀態模型和高速緩存的組織,所以該技術可以建構異構多核高速緩存一致性系統。這些功能為設計人員帶來了行業中最高程度的可配置性,對于提高系統級芯片的頻率、降低延遲和功耗,是有利的,從而滿足每個系統的獨特需要。
從2005年打包傳輸的NoC解決方案發展到異構多核高速緩存一致性的Ncore,Arteris在片上互聯的領先優勢明顯。Arteris的客戶從最開始的手機芯片領域擴展到汽車、物聯網、相機及消費電子等越來越廣泛的領域,而中國市場目前主要集中在智能手機、平板、數字電視等領域,代表有華為/Hisilicon、小米等。意識到其他領域越來越快的增長速度,Arteris 的設計團隊積極推出更先進的產品適應不斷擴大的市場,1.5版本的Ncore是NCore Cache 一致性互連IP解決方案的第三個版本,并且Arteris與ARM也有著良好的合作關系,旨在推動異構Cache一致性系統方面的創新。