高效MIPS I-class I6400 CPU發(fā)布，64位SoC近在眼前

Imagination Technologies的MIPS CPU IP內(nèi)核系列是超低功耗、精巧芯片面積和高集成度產(chǎn)品。MIPS處理器IP內(nèi)核擁有完整的產(chǎn)品組合，從最小型的32位微控制器，到高性能32位和64位多核解決方案。Imagination的MIPS架構(gòu)是業(yè)界成熟且高效的RISC架構(gòu)，可提供單位芯片面積的最佳性能與最低功耗。

Imagination近日發(fā)布高效MIPS I-class I6400 CPU系列產(chǎn)品，這是第一款結(jié)合64位架構(gòu)與硬件虛擬化技術(shù)的IP內(nèi)核，通過(guò)多線程、多核與多集群一致處理技術(shù)，能提供可擴(kuò)展的性能。目前以ARM為代表的SoC芯片產(chǎn)品紛紛推出64位產(chǎn)品，這次的MIPS Warrior I-class處理器內(nèi)核同樣采用了64位架構(gòu)，目標(biāo)市場(chǎng)直指嵌入式、移動(dòng)、數(shù)字消費(fèi)、通信、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)。

為了適應(yīng)從 IoT、移動(dòng)、到網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)等應(yīng)用的不斷演進(jìn)，廠商需選擇能幫助他們開(kāi)發(fā)出具有前瞻性設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展平臺(tái)。Imagination現(xiàn)在擁有從微控制器到64 位服務(wù)器等完整的MIPS IP內(nèi)核，結(jié)合64位、多線程和多核與多集群支持等特性，I6400是一個(gè)高度靈活、低功耗的處理器架構(gòu)，能夠針對(duì)廣泛應(yīng)用擴(kuò)展其性能。 Iagination市場(chǎng)營(yíng)銷執(zhí)行副總裁 Tony King-Smith表示，與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比，I6400更具效率、靈活性與可擴(kuò)展性，它的特性組合可以充分滿足包括智能手機(jī)和平板電腦等各種下一代應(yīng)用的需求。

I6400系列內(nèi)核的重要特性：

高效、可擴(kuò)展的64位性能：I6400可協(xié)助客戶為不同市場(chǎng)設(shè)立新的價(jià)格與性能標(biāo)準(zhǔn)。與領(lǐng)先的同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比，它的CoreMark性能指標(biāo)高出 50%，以及DMIPS高出 30%。I6400能構(gòu)建為非常多樣化的性能、功耗和面積運(yùn)行組合，若采用積極的構(gòu)建方式，還能實(shí)現(xiàn)高頻率性能。

硬件多線程：I6400采用每個(gè)內(nèi)核最多可支持四個(gè)硬件線程的硬件多線程技術(shù)。Imagination經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的MIPS多線程技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更高的利用率與 CPU效率。I6400內(nèi)置的即時(shí)多線程(SMT)技術(shù)能在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，讓多個(gè)線程執(zhí)行多個(gè)指令。初步的基準(zhǔn)測(cè)試顯示，增加第二個(gè)線程能使 SPECint、以及EEMBC的CoreMark等業(yè)界常用的基準(zhǔn)測(cè)試增加四五成的性能，但增加的集群面積卻不到10%。

硬件虛擬化：成為MIPS Warrior內(nèi)核系列新成員的 I6400 也同樣具備硬件虛擬化技術(shù)，可提供更高的安全性與可靠性，并有助于為整個(gè)系統(tǒng)和SoC實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的安全性和虛擬化策略。I6400中所構(gòu)建的硬件虛擬化技術(shù)最多可支持15個(gè)安全與非安全的虛擬機(jī)。

安全性：作為Imagination統(tǒng)一安全性策略的一部分，這是專為適應(yīng)不斷演進(jìn)、且新興的連網(wǎng)應(yīng)用的隱私權(quán)和安全性需求所設(shè)計(jì)。I6400內(nèi)核已經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可支持多種獨(dú)立的安全內(nèi)容與多種獨(dú)立的執(zhí)行域。這項(xiàng)大幅增強(qiáng)的安全功能采用了Imagination與生態(tài)系統(tǒng)伙伴的技術(shù)，并能涵蓋SoC中的其他關(guān)鍵元件。這一解決方案具備可擴(kuò)展性，可支持跨各種應(yīng)用與內(nèi)容來(lái)源的安全內(nèi)容傳送、安全支付、身份保護(hù)以及更多功能。

功耗管理：I6400擁有支持MIPS架構(gòu)的PowerGearing功耗管理功能，其中包括能為異構(gòu)集群中的每個(gè)內(nèi)核提供專屬的時(shí)鐘與電壓水平，并同時(shí)維持整個(gè)CPU的一致性，因此休眠中的內(nèi)核只有當(dāng)需要時(shí)才會(huì)被喚醒。

高效FPU：I6400中內(nèi)置了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的硬件浮點(diǎn)單元，可支持與一般運(yùn)算相關(guān)的個(gè)位數(shù)與二位數(shù)精度，并能提升控制系統(tǒng)的處理。

128位SIMD：I6400可支持128位SIMD功能，能在數(shù)據(jù)平行應(yīng)用中充分發(fā)揮SIMD運(yùn)行的效率，來(lái)為廣泛的任務(wù)提供高性能與高處理能力。它是以MIPS SIMD架構(gòu)為基礎(chǔ)，秉承真正的RISC精神，其定義好的指令可輕松獲得C或OpenCL這類高級(jí)語(yǔ)言的支持，可快速、簡(jiǎn)單地開(kāi)發(fā)新的代碼，并同時(shí)保留現(xiàn)有的代碼。I6400中的SIMD可支持多種整數(shù)(8、16、32 和 64 位)和浮點(diǎn)(32、64 位)數(shù)據(jù)類型，使其可為音頻、視頻、視覺(jué)和其他運(yùn)算密集型應(yīng)用提供優(yōu)異效率。

全新內(nèi)核特性

I6400采用最新一代的MIPS Coherency Manager架構(gòu)，這是以新的多核一致互連架構(gòu)為基礎(chǔ)。它可支持每集群最多達(dá)6核的多核配置，并且單一集群上的多核都能擁有不同的合成目標(biāo)，并以不同的時(shí)鐘頻率和電壓運(yùn)行。一致性管理員架構(gòu)中構(gòu)建了多項(xiàng)高性能特性，包括硬件預(yù)取，以及比前一代架構(gòu)更寬的總線和更低的時(shí)間延遲。

I6400內(nèi)核是專為能以各種不同的線程、內(nèi)核和集群組合形式供應(yīng)而設(shè)計(jì)，采用最多可支持64個(gè)集群的多集群架構(gòu)。此內(nèi)核也專為能在未來(lái)的異構(gòu)集群SoC中運(yùn)行而設(shè)計(jì)，這類SoC會(huì)同時(shí)采用CPU、GPU和其他處理單元。

新款I(lǐng)6400內(nèi)核系列是以MIPS Release 6架構(gòu)為基礎(chǔ)，因此可獲益于MIPS指令集的持續(xù)演進(jìn)。為了鎖定下一代應(yīng)用，MIPS r6增加了新的指令，可為Android的JIT、JavaScript、瀏覽器、PIC(位置獨(dú)立碼)，以及更大工作負(fù)荷帶來(lái)更高性能。作為 MIPS32架構(gòu)的超子集，MIPS64架構(gòu)不需要獨(dú)立的ISA、或模式切換，可免除不必要的芯片面積與功耗浪費(fèi)。未來(lái)的MIPS Warrior內(nèi)核將運(yùn)用增強(qiáng)的MIPS r6架構(gòu)，以及新一代的一致性管理員架構(gòu)。

廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持

I6400擁有MIPS的廣泛生態(tài)系統(tǒng)支持，包括軟件、工具和應(yīng)用程序，以及新成立的prpl開(kāi)放源基金會(huì)。擁有博通、Cavium、Ikanos、 Ineda Systems、君正集成電路、Lantiq、PMC、高通等創(chuàng)始會(huì)員以及其他廠商的加入，prpl可為MIPS I-class和其他Warrior內(nèi)核提供開(kāi)放源軟件，并聚焦于從IoT到數(shù)據(jù)中心等各種市場(chǎng)。

Imagination和多家MIPS生態(tài)系統(tǒng)伙伴已經(jīng)可為I6400內(nèi)核提供廣泛的開(kāi)發(fā)工具和軟件支持，并正持續(xù)開(kāi)發(fā)中。此外，I6400已為最新的 64位和32位移動(dòng)操作系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。即將問(wèn)世的 Android L 版本也能包括對(duì)64位MIPS架構(gòu)的支持。適用于I-class內(nèi)核的Hypervisor正在開(kāi)發(fā)中，藉此充分發(fā)揮硬件虛擬化技術(shù)以及增強(qiáng)的多內(nèi)容安全性功能。

prpl開(kāi)放源基金會(huì)完成的首批計(jì)劃之一是在QEMU開(kāi)放源硬件模擬器中加入對(duì)MIPS64 r6架構(gòu)的支持，現(xiàn)已可從 http://github.com/prplfoundation 網(wǎng)站取得。利用 QEMU，開(kāi)發(fā)人員便可開(kāi)始為64位I6400開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序與軟件。

Imagination 已與多家先期的 I6400 授權(quán)伙伴展開(kāi)合作，預(yù)計(jì)2014年12月起全面開(kāi)放授權(quán)。