Cadence: "המעבד הכללי מפנה את מקומו הבלעדי לשחקני-משנה ייעודיים"
28 אוקטובר, 2013
מהנדס בכיר בחברת טנסיליקה שנירכשה על-ידי Cadence, גראנט מרטין, הסביר ל-Techtime מדוע ה-CPU מאבד חלק מסמכויותיו לטובת בלוקים ייעודיים יעילים יותר וחסכוניים באנרגיה.
בשנים האחרונות משקיעה Cadence מאמצים רבים בבניית מאגר עצום של פתרונות IP
מאת: אסף צוראל, assaf
כנס CDNLive 2013, שהתקיים החודש במלון דיוויד אינטרקונטיננטל בתל-אביב נפתח בנאומו של נשיא ומנכ"ל חברת קיידנס (Cadence) העולמית, ליפ-בו טאן. הוא תאר את תחום הפעילות החדש של קיידנס הצובר תאוצה בשנים האחרונות: בניית פורטפוליו מרשים של Design IP (קניין רוחני בתחום התכנון). מדובר בתוכניות ותרשימים לוגיים המהווים "ספריות" של תתי-רכיבים, אותן יכול הלקוח להטמיע רכיבי סמיקונדקטור שהוא מפתח.
החברה המוכרת ביותר לציבור הרחב בתחום ה-Design IP היא חברת ARM הבריטית, המתכננת מעבדים ובקרים. היא מוכרת את הזכויות לשימוש בתכנונים הללו לחברות הבונות שבבים לצורכיהן. גם חברת CEVA הישראלית משתייכת לקבוצת יצרניות ה-Design IP.
קיידנס מצטרפת לשוק ה-IP
בשנים האחרונות משקיעה קיידנס בבניית מאגר עצום של פתרונות IP. בין השאר היא רכשה את החברות Cosmic Circuits ו-Tensilica, ואת פעילות ה-IP של Evatronix. כיום היא מציעה פתרונות IP ל-DRAM, בקרים ל-NAND Flash, איתרנט ו-USB לדורותיו.
רכישת טנסיליקה הכניסה אותה לתחום המעבדים – טנסיליקה עוסקת בתכנון מעבדים הניתנים לתכנות ולהרחבה (סדרת Xtensa), ומעבדי Dataplane Processing Unit עבור יישומי אודיו, סלולר, הדמיה ועוד. לטנסיליקה כ-200 לקוחות, באמצעותם "ייצרה" עד היום כשני מיליארד ליבות למערכות שונות.
גולת הכותרת בהיצע ה-IP של טנסיליקה היא ארכיטקטורת Xtensa. בניגוד לחברות אחרות, המאפשרות התאמה של הטכנולוגיה שלהן ברמת פרטי המימוש, כגון גודל המטמון (cache), רוחב הפס של המעבד וניהול הזיכרון, Xtensa קופצת רמה אחת למעלה ומאפשרת התאמה אישית והרחבה של מערך ההוראות (Instruction Set) של המעבד.
כלי-הפיתוח של טנסיליקה, מאפשרים למשתמש להוסיף פקודות למערך הפקודות הקיים. התוספות יכולות להיות הוראות SIMD, אוגרים (רגיסטרים) חדשים ועוד. התוכנה מייצרת ללקוח את ה-IP הייחודי שלו, ואפילו ערכת פיתוח תוכנה (SDK) במיוחד עבור המעבד שהגדיר.
מעבד פרטי לכל יישום
בשיחה עם Techtime, הסביר מהנדס בכיר בטנסיליקה, גראנט מרטין (התואר הרשמי הוא Distinguished Engineer, אבל כמו כל מהנדס טוב, גראנט לא ממש מתייחס לתארים רשמיים), מה הם יכולותיו המיוחדות של המעבד שביצירתו השתתף באופן פעיל.
מלבד הוראות ואוגרים, ניתן להגדיר במעבד ממשקים שונים: ממשקים לזיכרונות מסוגים שונים (DMA, RAM, ROM ועוד), ממשקים להתקני קלט/פלט ועוד – שיהיו מובנים כחלק בלתי-נפרד מיכולות הליבה שלו. ארכיטקטורת Xtensa כוללת יכולת עיבוד מהיר בשיטת "צינור עיבוד נתונים" (Pipelines) תואם-RISC בסיסי.
ניתן להרחיב אותו לצינורות רב-שלביים ולהגדיר מערכי הוראות ייעודיים לצינורות הללו – הוראה אחת או אלף – לארכיטקטורה לא אכפת. התוצאה היא גמישות מלאה ביצירת המעבד ועוצמת עיבוד גבוהה ברמת הפעולה הנמוכה ביותר (Low Level). במקביל, טנסילקה מספקת כלים לביצוע מבחני אימות (וריפיקציה) ואינטגרציה עם יתר רכיבי המערכת המתוכננת".
הופעתו של ה-ASIP על בימת התעשייה
מרטין: "המוצרים שלנו משובצים בטלפונים ניידים, בתחנות בסיס סלולריות, במערכות דימות רפואיות ועוד". ההיצע של טנסיליקה, הדגיש, מיועד לחברות המעוניינות להתרכז במאפיין המייחד אותן, ולחסוך מהן את "המצאת הגלגל" בכל הנוגע לשאר רכיבי המערכת.
"מתכננים יכולים לפתח מנוע גרפי ייחודי הפועל באמצעות מעבד קיים בעל תכנון בסיסי. ניתן להוסיף לו ממשקים עבור המנוע הגרפי שיעבדו ברמת פעולה נמוכה, הכי קרוב לחומרה שאפשר, ולכן יפעלו ביעילות מקסימלית, בלא צורך לבנות מעבד מאפס.
"כיום הלקוחות יכולים להוסיף מעבדי אודיו וממשקי USB וזיכרון בלי לפתח אפילו שער לוגי אחד נוסף, תוך הסתמכות על ה-IP של טנסיליקה או של החברות האחרות שקיידנס רכשה".
לתחום זה יש כבר שם חדש בתעשייה: Application Specific Instruction Set Processor, או בקיצור ASIP. מדובר באחד התחומים הלוהטים כיום בתכנון מערכות-על-שבב (SoC). זו יכולת הכרחית עבור חברות המנסות להתמקד ביכולות הליבה שלהן ולחסוך השקעה בפיתוח הטכנולוגיות ההיקפיות.
המעבד הכללי ממלא משימות כלליות
גראנט סקר את תהליך ההשתחררות משליטתו של המעבד הכללי (CPU) שתלו בו את התקווה שיבצע את כל משימות העיבוד הנדרשות. "כיום אנחנו עדים להתמקדות מחודשת במשימות ייעודיות בתחומים שונים – עיבוד אודיו, וידאו, אותות וכדומה – ולשחרור המעבד הכללי הראשי למשימות אחרות".
לדעתו הגישה החדשה משפרת את יעילות הרכיבים הייעודיים ומפחיתה את צריכת החשמל ופיזור החום. "העולם הטכנולוגי הופך להיות משובץ-מחשב, המבוסס על מעבדים מסוגים שונים בהתאם לצורך. המעבד הכללי מפנה את מקומו הבלעדי לשחקני-משנה ייעודיים כמו מעבדי אותות (DSP), מעבדים גרפיים (GPU) ורכיבים היקפיים אחרים".
קיידנס נחשבת לאחת מהחברות המובילות בעולם בתחום התכנון האלקטרוני. ברעון השלישי של 2013 הסתכמו הכנסותיה בכ-367 מיליון דולר, גידול של כ-8% לעומת הרבעון המקביל אשתקד.
פורסם בקטגוריות: חדשות , סמיקונדקטורס , קניין רוחני , תוכנה ותכנון אלקטרוני
פורסם בתגיות: featured
