Начинающая компания ICube (г. Шэньчжэнь, Китай), не имеющая собственных производственных мощностей, анонсировала новую многоядерную архитектуру процессора Harmony Unified Processor Technology. Она предназначается для мобильных компьютерных и коммуникационных устройств, в первую очередь для планшетов с Android. Harmony предусматривает наличие ядра для параллельных вычислений Multi-Thread Virtual Pipeline (MVP), в котором объединены ЦПУ и графический процессор, причем каждое ядро может обрабатывать до четырех потоков (задач), сообщает компания.

Первая система на кристалле (system-on-chip, SoC) с архитектурой Harmony, двухъядерная IC1, будет предназначаться для рынка планшетов с Android. Однако компания, похоже, не исключает использования других ОС. Помимо планшетов Harmony может применяться во встраиваемых контроллерах, медицинском оборудовании, телевизионных приставках и домашних развлекательных системах, считает ICube.

В IC1 объединены независимый набор инструкций (independent instruction set architecture, ISA) и оптимизированный компилятор, сообщает ICube. Кроме того, имеется коммутатор Agile Switch для динамического перераспределения нагрузки, информирует компания.

Интеграция логики и GPU в каждом потоке?

Справедливость заявления ICube, будто IC1 является первым процессором для обработки как логики ЦПУ, так и графики с помощью одного “подлинно интегрированного” ядра, вероятно, будет зависеть от той степени интеграции, которую он продемонстрирует. Другие современные процессоры, включая Intel Atom после Pineview и AMD Fusion, тоже обеспечивают обработку графики.

Однако в статье, опубликованной 8 июня в EE Times, где, судя по всему, впервые сообщалось о Harmony, Питер Кларк утверждает, что интеграция не ограничивается уже достигнутым уровнем. В действительности, интеграция логики и графики осуществляется “в рамках каждого из многочисленных вычислительный конвейеров”, пишет Кларк.

Позднее, отвечая на комментарий читателя, Кларк приписал в конце статьи: “Я лишь хотел подчеркнуть, что речь не идет об объединении основного и графического процессоров в одном ядре. Логические операции и рендеринг графики осуществляет единая архитектура ISA”. Хотя мы не обнаружили на сайте iCube именно такого утверждения, Кларк сообщает, что более подробная информация о Harmony будет опубликована в следующем выпуске EE Times Confidential.

Эталонная плата с Android и инструменты портирования

Чтобы помочь в перенесении приложений на Harmony, будут выпущены эталонная плата под управлением Android и “наборы инструментов”, обещает ICube. Процесс переноса на архитектуру Harmony MVP предусматривает перекомпиляцию написанных на C/C++ приложений с помощью компиляторов ICube. Приложения, написанные на других языках, необходимо будет переписывать с помощью ассемблера MVP, сообщает компания.

ICube отмечает также, что перенести традиционные приложения для многоядерных процессоров довольно легко, поскольку они предназначены для SMP-обработки и не требуют переписывания для использования возможностей параллельной обработки MVP.

Почему мобильным устройствам необходима параллельная обработка

Помимо сказанного выше компания сообщила мало подробностей. Правда, она опубликовала ответы на часто задаваемые вопросы, в которых содержатся некоторые дополнительные сведения. Там утверждается, что использование многоядерной параллельной обработки в мобильных устройствах означает не просто повышение тактовой частоты, которое ведет к повышению энергопотребления.

Отвечая на вопрос, может ли одно ядро Harmony MVP с четырьмя потоками при тактовой частоте 600 МГц сравняться по производительности с одноядерным процессором с одним потоком и тактовой частотой 2,4 ГГц, ICube пишет, что это зависит от числа выполняемых задач. Четыре задачи будут выполняться обоими процессорами с одинаковой производительностью, а при выполнении одной задачи производительность процессора с частотой 2,4 ГГц будет выше.

Однако, если эта единственная задача “в достаточной степени поддается грубому распараллеливанию подобно многим приложениям”, то она может полностью использовать четыре потока MVP, и “в этом случае производительность при выполнении распараллеленной задачи будет такой же”.

Более того, когда требуется одновременная обработка, Harmony MVP обладает более высокой производительностью при смене контекста по сравнению с последовательно выполняющим задачи процессором, утверждает ICube. Кроме того, при MVP любые не используемые вычислительные ресурсы “будут динамически передаваться для решения другой задачи, где могут быть задействованы отдельные циклы”, говорится в ответах ICube на часто задаваемые вопросы. “Результатом является гораздо более полное использование ресурсов, рост пропускной способности и эффективности”.

Хотя из ответов следует, что первая двухъядерная SoC IC1 будет иметь тактовую частоту 600 МГц, компания не утверждает этого открыто. Не устанавливает она и верхнего предела для количества ядер будущих SoC.

ICube сообщает, что массовые поставки начнутся до окончания этого года, но EE Times пишет, что компания ставит цель выпустить образцы и приступить к массовому производству в 2012 г.

Действительно ли нужна новая архитектура?

Как отмечает Кларк в EE Times, любая попытка создания новой архитектуры, конкурирующей с ARM, x86 и другими, “должна у многих вызывать скептическое отношение… и возражения как коммерческого, так и технического порядка”.

Однако, согласно ICube, новая архитектура, специально предназначенная для сегодняшних мобильных устройств, обеспечит существенные преимущества в области эффективного расходования энергии и снижения затрат по сравнению с существующими. Кроме того, открытый характер Android уменьшает трудности, связанные с внедрением новой архитектуры, считает компания.

ICube Corp. является сейчас дочерним предприятием недавно переименованного холдинга ICube Technology Holdings Ltd., а проект Harmony поддерживает публичная холдинговая компания из Гонконга, говорится в статье. Главным технологом ICube является Саймон Мой, который 20 лет проработал в области полупроводников в корпорациях Silicon Graphics, IBM, LSI Logic и Nvidia Corp. В Nvidia он будто бы был главным инженером, разрабатывавшим шейдер вершин и потоковые процессоры для GPU.

Главный научный сотрудник Фред Чоу является специалистом по компиляторам с 30-летним опытом работы. Чоу был главным инженером в MIPS и главным научным сотрудником в Silicon Graphics, а также директором по инжинирингу компиляторов в PathScale.

Мой заявил: “Разработка своей интеллектуальной собственности с нуля является главным отличием ICube от других технологических компаний в Китае. Это открывает перед нами гораздо более широкую сферу для инноваций, позволяет нам использовать новейшие тенденции в области полупроводников и снижает стоимость наших SoC по сравнению с микросхемами других производителей”.

Доступность

Процессоры с архитектурой Harmony Unified Processor Technology выпущены и готовы к монтажу. Начало массовых поставок ожидается до окончания нынешнего года, сообщает ICube. Дополнительную информацию можно найти на веб-сайте ICube.

Версия для печати