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海思/英特爾都用它 UltraSoC應對SoC挑戰有何高招?
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大資料、人工智慧快速發展,SoC憑藉能有效降低資訊系統的開發成本,縮短開發週期等特性受到許多廠商的青睞,全球互聯網巨頭也紛紛自主研發伺服器SoC晶片來滿足自身的需求,但新應用對SoC的性能、功耗、上市時間等都提出了更高要求,面對SoC產業的諸多挑戰,眾多半導體領導廠商為何都選擇UltraSoC的解決方案?在RISC-V興起之時,UltraSoC又有何應對之道?
 
近日,UltraSoC在深圳舉行媒體交流會,UltraSoC首席執行官Rupert Baines向華強電子網編輯介紹:“UltraSoC是一家由VC提供資金的公司,總部位於英國劍橋,目前擁有25名員工,公司的旗艦產品線是一系列半導體IP產品,支援設計人員在消費電子、計算和通信產品的核心部分為系統級晶片(SoC)加入智慧自分析功能。我們的產品被眾多領先廠商所使用,包括華為海思、Imagination Technologies、Movidius(現已被英特爾收購)和PMC-Sierra(現已被美高森美收購)等。”

談到目前的SoC行業,Rupert列舉了六個挑戰,包括系統更加複雜、對安全的要求更高、軟硬體集成、多核心以及成本的增加。成本的增加又體現在兩個方面,一個是設計支出成本43%的複合增長率和IP集成成本77%的複合增長率。最後也是更關鍵的挑戰在於目前單元級的系統分析非常優秀,但許多問題在系統級層面才會表現出來。如果以手機SoC為例,設計人員會發現CPU的速度不如設計的預期、系統發生偶然的被掛起和鎖死等問題。

不過,UltraSoC提供的解決方案能夠幫助企業更快速的獲得利潤,通過設計出漏洞更少、性能更優秀、功耗更低、更安全的產品,只佔用1%的die區域就可以增加27%的市盈率,同時能在產品的生命週期中提升2.3倍利潤。具體來看,UltraSoC的IP產品分為三層,第一層是分析模組,包括三十多個元件,系統設計師把元件用在不同的部分就可以解決相關的問題,這些元件能夠讀懂不同的硬體和軟體,可以把SoC的各個部分放到一個系統裡面。比如ARM的軟體、CEVA的軟體以及匯流排、內聯的硬體。其優點是當地語系化的智慧,同時是非侵入性的,不會影響任何系統的性能。Rupert補充表示:“我們並不提供標準化的解決方案,我們只提供標準化的元件去滿足使用者的不同需求。“第二層是單元模組間的內聯,可重新配置。這意味著當發現一個模組有問題的時候,相互之間可以溝通,可以把更多的資源集中到處理器中去做相應的分析。第三層是連接通訊器,通過USB、乙太網等協定把晶片內部的IP和外部環境連接到一起。

當然,UltraSoC還有支援8-256個處理器,甚至4000個處理器的軟硬體全面視覺化的工具。與普通的視覺化工具不同,UltraSoC的系統通過軟體中斷點可以跟蹤到問題,同時能顯示出此時硬體的狀態,還有匯流排的追蹤情況。Rupert表示:“這樣的軟硬體視覺化更夠更容易的幫設計者找出問題的根本。除了UltraSoC,目前還沒有其他的商業化工具能夠做這樣的分析。對於常見的緩存問題,這並非CPU的設計問題,而是軟體問題。通過我們的工具設計者可以很方便的解決這一類的問題,並且通過緩存的優化可以提升CPU 20%的性能。另外還有一些問題是在系統即時工作的情況下才會出現,比如在TD-SCDMA大發展的時候,我們的一個合作夥伴的系統每8天就會死一次機,解決這個問題如果通過模擬不僅速度慢而且難以發現問題,但通過我們的工具就很容易找到這些問題。”
 
隨著自動駕駛、物聯網的快速發展,SoC的安全也是一個重要挑戰。對此,UltraSoC的IP不僅能夠支援SAE J3601標準,也能滿足車規ISO26262標準。UltraSoC也通過硬體的防護來保證SoC的安全,硬體防護在OS後面,對駭客而言不可見,也就不能破壞,同時還擁有納秒級的回應速度。硬體的防護不僅相比軟體保護提升了安全性,也有效的避免了駭客使用洪流攻擊的可能。

在功能和安全滿足的基礎上,穩定性也不可忽視。亞馬遜的一項研究顯示,每100ms的延遲,就會造成1%的營收損失。這對於體量巨大的互聯網巨頭來說,1%的損失不容忽視,因此能夠擁有更加穩定的伺服器對於互聯網巨頭而言意義重大。但對於伺服器來說,延遲是很正常的現象,UltraSoC可以提供相關的資料説明企業減少資本支出,降低運營成本來提升利潤。

簡單總結,UltraSoC的解決方案不僅能夠説明客戶開發更優化、功耗更低、更穩定、更安全的產品,還能加快產品的上市時間,實現產品的差異化等,更重要的是説明客戶降低成本,提升利潤。

在溝通會的最後,Rupert還宣佈了一個重要消息,美高森美公司(Microsemi Corporation)已購買了UltraSoC的通用分析與嵌入式智慧平臺授權,用於其不斷擴展的、基於RISC-V開源處理器架構的Microsemi產品。他說道:“Microsemi與UltraSoC都在RISC-V生態中扮演著積極的角色,Microsemi在將其高性能半導體產品移植到RISC-V平臺的過程中,正在完成很多難以置信的、令人興奮的工作。在UltraSoC, 我們相信RISC-V的興起代表了一種根本性的轉變;這是一個將使整個技術行業及其客戶都大受裨益的轉換。我們很高興能夠參與其中並與Microsemi再度合作,用我們的嵌入式分析功能來保障其最新的設計。”
 
他還表示,無論是興起的RISC-V還是中國市場,對UltraSoC來說都非常重要。許多中國公司都在關注和研發RISC-V的晶片,目前已經有多家領先的中國晶片設計機構為其相關專案選用了UltraSoC,如華為海思。這些先進的晶片將有望用於多樣化的應用,包括下一代網路、5G移動通信、高性能計算(HPC)、人工智慧(AI)等等。
 
不難發現,UltraSoC的產品不僅能用於研發以及現場應用中,也能服務採用ARM、RISC-V、MIPS及其他架構的合作夥伴。相信在5G、人工智慧、物聯網等需求以及各方對安全性越來越關注的推動下,UltraSoC將會被越來越廣泛的應用,Arm是否會有所不安?(責編:王瓊芳)
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