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[導讀] 與基于X86的那些PC領域的微處理器制造商一樣,高端嵌入式處理器供應商似乎馬上就會在極度危險的兆赫茲競賽中升起“白旗”。但這些供應商們并沒有僅僅把目光停留在原始性能(rawperformance)上,而是競相開發(fā)出了各

    與基于X86的那些PC領域的微處理器制造商一樣,高端嵌入式處理器供應商似乎馬上就會在極度危險的兆赫茲競賽中升起“白旗”。但這些供應商們并沒有僅僅把目光停留在原始性能(rawperformance)上,而是競相開發(fā)出了各種32和64位多核方案,并稱這些方案能解決高端嵌入領域中潛在的功率危機。 

    面對這個新興領域,CaviumNetworks公司和Freescale半導體公司最近分別制定了面向高端嵌入式應用推出多核處理器系列的計劃。這些產品從側面展示了在聯(lián)網(wǎng)、存儲、無線和其它嵌入式市場中的下一代多內核架構以及挑戰(zhàn)。

    新創(chuàng)公司Cavium將為存儲和通訊市場推出一個嵌入式處理器系列,該系列基于MIPS技術公司的一種64位架構。在這個充滿競爭的市場上,F(xiàn)reescale公司打算推出一種圍繞基于PowerPC的Power架構而建立的下一代多內核平臺。這種新平臺將采用45納米工藝和絕緣體上硅(SOI)技術——在這個特殊的領域,F(xiàn)reescale似乎要逾越65納米節(jié)點。

    AMCC、Broadcom、英特爾、PASemi、Raza等制造商們最近面向聯(lián)網(wǎng)、存儲、無線及其它相關的高端應用推出了單內核或多核嵌入式處理器。他們都有一個充分的理由:在2010年這類芯片市場的規(guī)模將超過30億美元。

    大多數(shù)的OEM仍然在采用32和64位的單內核方案,但該市場正在快速變化中?!霸诟叨饲度胧绞袌錾?,我們在功耗方面遇到了難以逾越的障礙?!盠inleyGroup公司總裁兼首席分析師LinleyGwennap表示。

    對于像基站、DSL設備和路由器等更高端通訊系統(tǒng)來說,通常的功率預算不高于15-20瓦,Gwennap指出。但OEM們卻常常超出預算要求,為了解決在系統(tǒng)設計中日益嚴重中的功效問題,他們被迫尋找新的多核方案,他透露。

    嵌入式多核方案面世已經(jīng)有一段時間了。由于在功效及其它方面的優(yōu)勢,多核正在從早期接納階段晉升為主流技術,Cavium公司戰(zhàn)略營銷主管AmerHaider說。

    縮小尺寸的歷程遠未終結,但在嵌入式市場高端的兆赫茲競賽似乎將要落下帷幕。

    這個趨勢與基于PC的處理器市場類似。多年來,英特爾曾宣稱將把處理器的時鐘速度提升到10GHz或更高,但這種情況下功耗一直是塊巨大的絆腳石。在PC領域,AMD和英特爾被迫停止兆赫茲競賽,而把目光投向多核方案。多核產品采用現(xiàn)有處理器內核,并在一個SoC格局中將他們適當縮放,從而減少芯片數(shù)量和功耗。此外,多核產品還能在多個內核之間進行功能劃分,來使系統(tǒng)更高效。

    但不像PC市場,嵌入式多核業(yè)務向高端OEM們呈現(xiàn)了一系列令人迷惑的新選擇。絕大多數(shù)OEM仍在采用ASIC、DSP、FPGA和通用單內核處理器。事實上,在可預見的未來,大多數(shù)應用并不需要多核方案。

    但多內核嵌入式處理器的突然出現(xiàn),使越來越多的大公司和新創(chuàng)公司加入到一場爭奪賽中,來搶奪其它多種有競爭力的架構的地盤,這其中包括基于ARM、MIPS、PowerPC、X86等的架構。    

功率問題迫使<strong>嵌入式</strong><strong>OEM</strong>求助多核技術

F1:Freescale的45nm多核平臺

    這些方案能否充分利用多種架構所固有的并行優(yōu)勢,目前尚不明朗。事實上,F(xiàn)reescale公司官方表示,第一代多內核架構有功有過。一些產品對大多數(shù)應用來說大材小用,還有一些產品不能運行舊的軟件。

    “但由于在今天的基礎結構中數(shù)據(jù)流越來越大,我們正處在一個拐點上。”Freescale公司網(wǎng)絡系統(tǒng)分部營銷總監(jiān)JeffTimbs指出,“系統(tǒng)設計者正在試圖借助雙核、接著再采用多核架構,來解決其所面臨的下一代挑戰(zhàn)。”

    Freescale公司在2005年推出了其PowerQuicc通訊處理器的雙核版本,最新的PowerQuicc產品是采用90nmSOI工藝生產的。不過下一步,F(xiàn)reescale公司似乎將逾越65nm而直接采納45nm工藝。采用45nmSOI工藝的平臺將利用來自IBM公司的公共平臺聯(lián)盟的一種工藝技術,并預定在2008年末期開始供貨。

    同90nm技術相比,該45nm版本據(jù)稱能把功效提高50%。該平臺可支持超過32個同質和異質內核,包括一個DSP。該平臺預計可支持其現(xiàn)有的1.5GHz內核e500-mc。

    該平臺的核心是一種用于片上連接的新型可升級結構(fabric)技術。該平臺也支持以太網(wǎng)、PCIExpress和RapidI/O。

    Freescale在該領域的新對手Cavium公司正面向聯(lián)網(wǎng)市場推出其Octeon多核產品系列的90nm版本。另外,借助其Octeon系列新版本,該公司還進入了存儲處理器市場。Octeon存儲服務處理器系列利用了TSMC公司的90nm工藝,并基于MIPS技術公司的64位RISC架構而建立。

    該處理器系列由7款器件組成,包括從2個內核到12內核的器件。這些器件能提供存儲應用加速、10GbXaui、PCIExpress、Gb以太網(wǎng)端口和雙DDR2存

    儲器等功能,應用范圍包括光纖通道和以太網(wǎng)盤陣列、RAID控制器、多協(xié)議開關和iSCSI適配器。在訂貨量達到1萬片時價格范圍為59到575美元。

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