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Arteris anunció hoy la última versión de su IP Network-on-Chip (NoC) coherente con caché. La coherencia de la caché, esencial en sistemas informáticos multinúcleo y distribuidos, garantiza que todos los dispositivos tengan acceso a los mismos datos al mismo tiempo. Este mecanismo es particularmente importante en aplicaciones críticas para la seguridad, como los automóviles modernos, donde docenas de procesadores y unidades de memoria diferentes están distribuidos por toda la carrocería del vehículo.
Ncore se proporciona en un SoC
La última versión de Ncore permite una rápida integración de aceleradores de hardware en un dominio coherente, lo que hace que el diseño de SoC sea más rápido y eficiente. Arteris afirma que los equipos de diseño de SoC acostumbrados a generar sistemas de interconexión manualmente pueden utilizar su enfoque de bloques de construcción para ahorrar hasta 50 años de esfuerzo de ingeniería por proyecto.
Todo sobre circuitos se sentó con Frank Schirrmeister, vicepresidente de Soluciones y Desarrollo Comercial de Arteris, para obtener más información sobre Ncore Cache Coherent NoC IP.
Arteris presenta NCore Cache Coherent NoC IP
Arteris dice que Ncore acelera significativamente el diseño y la implementación de arquitecturas de sistema en chip (SoC), particularmente para aplicaciones que requieren alto rendimiento, escalabilidad y eficiencia en la gestión de datos.
«En el mundo RISC-V actual, los diseños constan de cientos de bloques diferentes que deben conectarse entre sí y con una variedad de periféricos, ya sean interfaces, memorias, aceleradores o sensores», dijo Schirrmeister. «Nuestro NoC encaja en ese flujo de diseño esencialmente descubriendo la mejor manera de conectar los bloques».
Componentes de una conexión de caché ncore coherente.
Ncore facilita la comunicación coherente entre varios componentes dentro de un SoC, incluidos núcleos de CPU, controladores de memoria y periféricos de entrada/salida, al mantener un estado de datos consistente en todas las cachés. Para ello, Ncore utiliza sofisticados mecanismos de coherencia de caché como: B. Protocolos basados en directorios y basados en Snoop que gestionan eficazmente el intercambio y la modificación de datos en múltiples núcleos.
Estos protocolos son fundamentales para minimizar la latencia del acceso a los datos y mejorar el rendimiento, lo que afecta directamente el rendimiento general del sistema. Por ejemplo, la coherencia basada en directorios escala eficientemente con la cantidad de núcleos, lo que hace que Ncore sea útil para diseños de SoC a gran escala.
Soporte para procesadores, protocolos y protección.
El IP destaca por su adaptabilidad a diversas arquitecturas de procesador, incluidos núcleos ARM y RISC-V. Incluso está prevalidado con los últimos núcleos automotrices Armv9.
Arteris también desarrolló Ncore con soporte multiprotocolo para permitir a los diseñadores integrar fácilmente IP conectadas a la misma estructura NoC. Este soporte se extiende a las interfaces de agente CHI-E, CHI-B y ACE totalmente coherentes; Interfaces coherentes ACE-Lite IO; y AXI para conectarse a dispositivos sin requisitos de coherencia. Ncore también proporciona a los diseñadores de SoC opciones de configuración flexibles, ya sea que necesiten escalar desde topologías heterogéneas hasta topologías de malla.
La compatibilidad del procesador de Ncore combinada con el soporte multiprotocolo permite a los diseñadores integrar la IP en varios proyectos y aplicaciones de SoC, desde electrónica de consumo hasta sistemas automotrices.
El diseño de Ncore cumple con los estándares de la industria automotriz, como ISO 26262. Este cumplimiento es fundamental ya que los SoC se utilizan cada vez más en aplicaciones críticas para la seguridad donde las fallas pueden tener consecuencias graves.
Coherencia de caché para la industria automotriz
La coherencia de la caché garantiza que todas las cachés de un sistema multiprocesador reflejen la misma visión de la memoria. Cuando se actualiza una caché, los cambios se propagan a todas las cachés, manteniendo la coherencia de los datos. Este mecanismo es esencial en sistemas con múltiples procesadores que operan en ubicaciones de memoria compartida. Las inconsistencias de los datos en estos sistemas podrían provocar errores o comportamientos impredecibles. Con la coherencia de la caché, cada procesador que accede a una ubicación de memoria recibe los datos más recientes, independientemente de qué procesador los modificó por última vez.
«La coherencia de la caché consiste en intercambiar datos entre diferentes dispositivos como GPU y CPU», dijo Schirrmeister. «Los cachés pueden comunicarse entre sí a través de nuestra conexión para descubrir quién tiene la última entrada de caché».
Dominios automotrices y su complejidad.
En los sistemas automotrices, se requiere coherencia de caché para admitir sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y tecnologías de conducción autónoma que requieren computación de alto rendimiento con capacidades de procesamiento en tiempo real. Los sistemas automotrices modernos constan de muchos grupos de diferentes bloques funcionales y procesadores, todos físicamente separados. La coherencia de la caché debe mantener la coherencia de los datos en las múltiples unidades de procesamiento de los SoC de un vehículo para mejorar la velocidad y precisión de la toma de decisiones del vehículo.
Mejora de los sistemas multinúcleo
Los SoC actuales a menudo requieren una combinación de interconexiones no coherentes y coherentes con la caché para optimizar el rendimiento. Arteris ofrece dos productos IP de interconexión únicos para satisfacer estas necesidades: mientras que el popular FlexNoC de la compañía conecta NPU, CPU, video, PCIe y subsistemas de seguridad, Ncore conecta CPU, GPU, memoria e isla de seguridad. El resultado de combinar estos productos es un mejor flujo de datos y comunicación en todo el SoC.
Con el nuevo IP Ncore Cache Coherent NoC de Arteris, la compañía espera abordar algunos de los mayores desafíos en las necesidades informáticas del mañana. A medida que las industrias dependen cada vez más de sistemas multinúcleo y procesamiento distribuido, tecnologías como Ncore desempeñarán un papel cada vez más importante para garantizar la disponibilidad de datos y la coherencia del sistema.
«Si necesita conectar muchas CPU, memoria y periféricos, básicamente puede obtener los componentes básicos con Ncore en lugar de aprender todos estos estándares o construir cosas desde cero», dijo Schirrmeister.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de Arteris.
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