Duplázza a tempót az ARM Cortex-R8
Az ARM legújabb valósidejű processzor IP-je utat nyit a háttértárak és a mobilos modemek jövőbeli fejlődéséhez. Az evolúciós lépcsőnek tekinthető Cortex-R8-at SSD-k mellett 5G-s modemekben is viszontláthatjuk majd.
Új, a Cortex-R családba illeszkedő licencelhető CPU-magot jelentett be az ARM. A Cortex-R8 típusjelzésű megoldást valósidejű processzorként aposztrofálja a brit tervezőcég, mely a gyors és kiszámítható válaszidőre utal. Az új megoldás elsősorban különféle nagyteljesítményű SSD vezérlőkben, illetve nagy sávszélességű, akár 5G-s modemekben kaphat majd helyet.
Égbe révedő informatikusok: az Időkép-sztori Mi fán terem az előrejelzés, hogy milyen infrastruktúra dolgozik az Időkép alatt, mi várható a deep learning modellek térnyerésével?
Alapvető felépítését tekintve a Cortex-R8 nem tér el jelentősen az előd R7-től. A megoldás továbbra is a 32 bites ARMv7-R utasításarchitektúrát használja, amit a fejlesztők az elmúlt évek alatt már alaposan kiismerhettek. A mikroarchitektúra egy 11 fokozatú futószalagot vonultat fel, mely támogatja az out-of-order utasításvégrehajtást. A magok órajele 28 nanométeres HPM gyártástechnológia mellett 1,5 GHz lehet, ami fejlettebb félvezetőtechnológia alkalmazásával akár tovább is növelhető.
A legnagyobb újítást a magok száma jelenti, ami az R8-cal a duplájára, azaz négyre nőtt, ezzel pedig az elméleti számítási teljesítmény is megkétszereződött. A magok egymástól teljesen függetlenül is működhetnek, mindegyik egység dedikált tápellátással rendelkezik, így szükség esetén akár teljesen le is kapcsolható bármelyik mag.
A magok számának növelése mellett at alacsony késleltetésű TCM (Tightly-Coupled Memory) memória magonkénti mérete is jelentősen nőtt, 256 kilobájtról egészen 2 megabájtra, mely fele-fele arányban oszlik meg utasítások és adatok között. Ezt a területet szabadon használhatják a fejlesztők, ahova jellemezően olyan teljesítménykritikus utasítások és adatok kerülnek, melyekhez gyors és kiszámítható hozzáférés szükséges. A fix címen található speciális terület minden órajelciklusban hozzáférhető, a memória és a végrehajtók között nincs beékelve semmiféle gyorsítótár ami beleszólhatna az elérésbe. A fejlesztők itt jellemzően megszakításkezelőket, illetve a valósidejű feladatok végrehajtásához szükséges különféle adatokat tárolják.
A Cortex-R család a mobilos alkalmazásprocesszorok tájáról már jól ismert Cortex-A, valamint a mikrovezérlőket felvonultató Cortex-M közé ékelődik be, a felhasználási terület pedig specializált, ugyanakkor az ARM szerint az "R" jelölésű megoldások iránt folyamatosan növekszik az igény.
Dinamikusan növekvő felhasználási területek
Az egyik gyorsan fejlődő bővülő terület az SSD-k és HDD-k piaca, ahol a kapacitással párhuzamosan az átviteli sebesség is egyre növekszik. Az ARM elmondása alapján a meghajtókban található kontrollerek döntő többségében Cortex-R magok működnek, melyre a gyors, mikroszekundumos válaszidő miatt van szükség. Az SSD-k kapacitása és sebessége rohamléptekben nő, ami egyre nagyobb kihívás elé állítja a vezérlőt, melynek egyre komplexebb algoritmusokkal (pl. ECC hibajavítás) kell megbirkóznia, amihez nagyobb számítási teljesítményre van szükség, ehhez pedig nagy segítséget nyújthat az új Cortex-R8.
Az új megoldásnak ennél is nagyobb szerepet szán a mobilos modemekben az ARM, a cég elvárása szerint az LTE Advanced Pro és az 5G esetében szükség lesz a nagyobb teljesítményre. A processzormagok ebben az esetben a jelfeldolgozón átfolyó adatfolyam ütemezésért, valamint a protokoll stack szoftveres feladatainak futtatásáért felel. Ezek jellemzősen olyan, a kommunikációs csatornában található valósidejű feladatok, melyekre a megfelelő működéshez mikroszekundumok alatt kell reagálni.
A gigabites tempót ígérő 5G-s átvitel esetében tovább nő a komplexitás, amihez így értelemszerűen nagyobb számítási teljesítményre lesz szükség. Az ARM ezek mellett kiemelte, hogy a modemek tervezői egyre több layer 1-es funkciót ültetnének át szoftveres alapokra, ami nagyban növelné a rugalmasságot, hisz ezzel a hardveres alap több szabványhoz is használható lenne, amivel jelentősen csökkenteni lehetne a fejlesztési költségeket.
Az ARM-mal párhuzamosan a Huawei is megszólalt, a cég üdvözölte a Cortex-R8-at. A kínai vállalat 5G-s fejlesztéseiben, illetve jövőbeni termékeiben is számít az új megoldásra.