功率問題迫使嵌入式OEM求助多核技術(shù)

    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(shù)公司的一種64位架構(gòu)。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(gòu)而建立的下一代多內(nèi)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(shù)——在這個特殊的領(lǐng)域，F(xiàn)reescale似乎要逾越65納米節(jié)點(diǎn)。

    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(guān)的高端應(yīng)用推出了單內(nèi)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(nèi)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(shè)備和路由器等更高端通訊系統(tǒng)來說，通常的功率預(yù)算不高于15-20瓦，Gwennap指出。但OEM們卻常常超出預(yù)算要求，為了解決在系統(tǒng)設(shè)計中日益嚴(yán)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(shù)，Cavium公司戰(zhàn)略營銷主管AmerHaider說。

    縮小尺寸的歷程遠(yuǎn)未終結(jié)，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(lǐng)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(chǎn)品采用現(xiàn)有處理器內(nèi)核，并在一個SoC格局中將他們適當(dāng)縮放，從而減少芯片數(shù)量和功耗。此外，多核產(chǎn)品還能在多個內(nèi)核之間進(jìn)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(wù)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(nèi)核處理器。事實(shí)上，在可預(yù)見的未來，大多數(shù)應(yīng)用并不需要多核方案。

    但多內(nèi)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(gòu)的地盤，這其中包括基于ARM、MIPS、PowerPC、X86等的架構(gòu)。    

F1：Freescale的45nm多核平臺

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

    “但由于在今天的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)流越來越大，我們正處在一個拐點(diǎn)上?！盕reescale公司網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分部營銷總監(jiān)JeffTimbs指出，“系統(tǒng)設(shè)計者正在試圖借助雙核、接著再采用多核架構(gòu)，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(chǎn)品是采用90nmSOI工藝生產(chǎn)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(shù)，并預(yù)定在2008年末期開始供貨。

    同90nm技術(shù)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(zhì)和異質(zhì)內(nèi)核，包括一個DSP。該平臺預(yù)計可支持其現(xiàn)有的1.5GHz內(nèi)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(jié)構(gòu)(fabric)技術(shù)。該平臺也支持以太網(wǎng)、PCIExpress和RapidI/O。

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

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