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Imagination再战CPU市场!推出基于RISC-V的处理器产品系列

时间:2021-12-07 09:27:25 作者:综合报道 阅读:
在 RISC-V 峰会上,Imagination正式宣布了 Catapult 系列 RISC-V 内核,并概述了未来发展的以异构计算为中心的路线图。Catapult系列有四款不同的CPU产品,分别是:动态微控制器、实时嵌入式CPU、高性能应用处理器CPU、和支持汽车功能安全的CPU。
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12月6日,由Linux基金会举办的一年一度RISC-V全球峰会召开,各路大咖齐聚一堂探讨开源ISA问题。发布新产品是这个峰会的传统,这次也不例外,Imagination Technologies在会上宣布推出Catapult系列RISC-V中央处理器(CPU)产品系列,并表示这些全面创新设计的CPU产品旨在满足下一代异构计算的需求。

说起Imagination,最知名的要数其 PowerVR GPU 系列,但在过去几年中,他们却一直在通过 RVfpga 等项目涉足 RISC-V 生态系统。2020年夏天,Imagination在一次电话财报会议中透露,将设计 RISC-V CPU 内核,但并未公布细节。

在 RISC-V 峰会上,他们正式宣布了 Catapult 系列 RISC-V 内核,并概述了未来发展的以异构计算为中心的路线图。RISC-V是一种正在改变处理器设计的开源CPU架构,而Imagination基于RISC-V的Catapult CPU可根据性能、效率或两者间平衡等各种应用场景进行配置,使其适用于更广泛的市场。

在过去的20年中,Imagination一直在提供半导体知识产权(IP)解决方案,基于这些经验开发的全新CPU产品得到了快速扩展的、基于开放标准的RISC-V生态系统的支持,该生态系统通过提供更多可选的解决方案,不断推动嵌入式CPU行业的发展。Imagination的加入将为迅速扩大的RISC-V生态系统带来更大的产品和解决方案的选择范围,并特别针对异构计算系统进行了优化。现在,客户对基于开源RISC-V ISA的解决方案有了更广泛的选择,避免了只能从专有架构解决方案中进行选择。

Catapult系列有四款不同的CPU产品,分别是:动态微控制器、实时嵌入式CPU、高性能应用处理器CPU、和支持汽车功能安全的CPU。目前,Imagination 已经完成了他们的第一个 CPU 内核设计,正用于微控制器(MCU)和实时CPU,该内核在其 L1 和 TCM 缓存中均提供 ECC,并支持 RISC-V 的一些全新扩展,例如矢量计算扩展,以及客户要求的其他潜在扩展。Imagination的客户已经将其应用于其系统级芯片(SoC)中的高性能汽车图形处理器(GPU)上并已经出货;实时嵌入式CPU现已上市;高性能应用处理器CPU和汽车CPU也将于2022年开始陆续上市。

高度可配置的设计

Catapult CPU是专为5G调制解调器、存储、先进驾驶辅助系统(ADAS)/自动驾驶车辆、数据中心和高性能计算等应用市场而打造。该系列CPU均采用多线程架构,有32位和64位两种版本,并且提供了大量的可选项,客户可以根据每种应用的需求去进行配置。它们可以扩展到每个集群中有8个非对称相干内核,以增强SoC的多功能性,并可选择添加自定义加速器。

Imagination创新主管Tim Mamtora表示:“随着云端、边缘和设备中对计算能力的需求不断增长,在面积和功耗严格受限的情况下,大量数据的处理面临着前所未有的挑战。在用加速器来处理日益多样化的工作负载时,异构计算架构是提供高性能、高灵活性和高弹性计算的关键。我们全新的CPU内核为市场提供了一系列基于RISC-V的、出色的解决方案,使我们能够更好地满足这些需求。此外,这些CPU也能够增强我们世界一流的GPU、神经网络加速器和以太网产品的功能。”

得到RISC-V生态系统支持CPU

由于Catapult CPU系列的设计符合RISC-V ISA,因此它们将得到RISC-V生态系统的全面支持,其中的软件和工具不仅已经非常多元化而且还在不断地增加。

作为Imagination异构计算解决方案的一部分,Catapult CPU为使用Imagination IP的SoC提供了全面的硬件、软件和调试支持,增强了其GPU、人工智能(AI)和EPP内核的功能。随着早期性能评价模型的出现,SoC制造商能够根据他们的应用需求构建模型,并选择合适的计算单元。所有这些做法都可支持生产商去释放系统资源,并提高其设计的性能和能效。

Catapult系列中的汽车CPU根据ISO 26262车规标准开发,可为客户去达到每个汽车安全完整性等级(Automotive Safety Integrity Level,ASIL)而提供一系列CPU解决方案。这些全新的CPU不仅带有功能安全性和安防性能,而且其设计也符合行业中经过验证的安全理念。这种设计使SoC制造商能够达到其目标市场所要求的最高级别的安全性和认证。

Imagination计算业务副总裁Shreyas Derashri说道:“对于RISC-V市场来说,Imagination的Catapult CPU是一种全新的、令人兴奋的解决方案。这些CPU产品不仅凝聚了我们在打造创新性半导体IP方面的所有经验和专长,也进一步巩固了我们作为值得信赖的异构IP解决方案供应商的地位。得益于Imagination拥有的丰富的CPU专利组合,Catapult CPU提供了全面的知识产权保护。这些内核可应用于从嵌入式到高端应用等诸多市场中,其设计旨在实现强大的性能。同时,这些CPU可提供与我们享有盛名的产品相同的质量、可靠性和能效。”

RISC-V国际基金会首席执行官Calista Redmond说道:“RISC-V国际基金会很高兴看到Imagination推出了一系列基于RISC-V的CPU产品。Imagination推出的这些CPU产品也突显了RISC-V市场和其生态系统在供应商和行业合作伙伴等方面在不断成长。Imagination展示了基于RISC-V的解决方案在异构计算中拥有的丰富而多样的机会。”

瑞萨电子汽车SoC开发部副总裁Tatsuya Kamei表示:“瑞萨电子与Imagination有着悠久的合作历史,该公司在提供可靠的和值得信赖的创新性产品方面一贯声誉卓著,使我们能够提供行业领先的汽车SoC。不断增长的RISC-V市场需要多元化的产品和可信赖的合作伙伴,同时也需要更加关注安全和安防。我们很高兴看到Imagination推出全新的、基于RISC-V的Catapult CPU IP,它们定会满足这些标准。”

林利集团(Linley Group)高级分析师Mike Demler表示:“随着RISC-V市场的不断成熟,我们早就预计到Imagination将采用这种广受欢迎的ISA来重新进入CPU市场。Imagination通过利用其与其他CPU架构合作的丰富经验,来优化这些全新的Catapult内核与其的GPU和人工智能加速器的结合,从而使其产品实现了与其他RISC-V IP供应商的产品之间的差异化。凭借着覆盖从微控制器内核到应用处理器CPU的完整产品系列,Imagination在CPU领域成为了值得关注的、具有竞争力的厂商。”

Catapult SDKCatapult Studio

与Catapult CPU系列IP同时提供的还有一个功能齐全的软件开发工具包(SDK),其中包括增强版的、符合行业标准的构建和调试工具,如GCC、LLVM和GDB、优化的C库;同时Imagination还提供了Catapult Studio,其自己的集成开发环境(IDE);Catapult Studio以Visual Studio Code为基础,同时具有专注于嵌入式的、RISC-V开发的附加功能,并可与来源更广泛的SDK紧密集成,从而使开发人员能够充分利用Catapult CPU的优势。

Catapult SDK可用于Windows、Ubuntu、CentOS、MacOS和FreeRTOS等操作系统,也可对Linux操作系统进行全面支持,包括参考引导加载程序、内核和基于Yocto的文件系统。

Imagination还为Catapult CPU提供了快速和性能评价模型,它们可提供交互式调试,并能够与gem5仿真器兼容,从而大幅度开阔了仿真环境,以增强功耗和能效测试。

Catapult CPU具有以下主要功能

  • 全面的创新设计,并得到了快速扩展的RISC-V生态系统的支持
  • 作为Imagination完整的异构计算解决方案的一部分,与其GPU、人工智能神经网络加速器(AI NNA)和以太网数据包处理器(EPP)内核一样重要
  • 为使用Imagination IP内核的异构SoC提供了全面的硬件、软件和调试支持
  • 为汽车和工业领域提供了功能安全性解决方案
  • 符合行业经过验证的安全防护理念,同时可满足目标市场对安全性和认证的要求
  • 由一家成熟公司提供,该公司在提供复杂IP解决方案方面有着20年的专业经验,并拥有强大的支持能力

有分析认为,Imagination 对于 Catapult 系列的计划看起来很像老对手 Arm Cortex 系列,而用RISC-V来加入CPU战场,可以说是顺势而为了。在发布会最后,该公司还表示正在开发更复杂的无序 RISC-V 内核设计,预计在 2023-2024 年的时间框架内完成。乱序 Catapult 本质上是他们提供高性能 RISC-V 应用处理器的第一个尝试,而目前Arm也在尝试进入高性能处理器市场。

责编:Luffy Liu

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