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对于RISC-V,Arm终于妥协

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    发表于 2020-7-3 11:04:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

    有人预言,RISC-V或将是继Intel和Arm之后的第三大主流处理器体系。欢迎访问全球首家只专注于RISC-V单片机行业应用的中文网站

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    本帖最后由 小飞飞 于 2020-8-26 09:24 编辑


    今年Arm Techcon的一大新闻是Arm将其指令集开放给客户针对Cortex M内核的定制指令。


    Arm首席执行官Simon Segars在Arm TechCon的开幕主题演讲中表示,经过数十年对Arm指令集体系结构(ISA)的严格控制,Arm终于决定允许其授权方构建自己的定制指令,这通常有助于加速专门的工作负载。


    过去,Arm抵制这种做法,专注于维护一致的编程模型。同时,许多其他知识产权(IP)公司利用可自定义的指令集成了一笔不错的生意。它们包括Tensilica(现在是Cadence的一部分)和ARC(现在是Synopsys的一部分)。古老的MIPS指令集还支持用户定义的指令。


    现在,随着开源的RISC-V ISA及其用户可配置性的兴起,Arm似乎终于软化了态度,为定制指令打开了它的指令集。这种新的可定制功能和Arm的灵活访问许可计划确实解决了两个主要问题,许多人认为这是促使客户使用RISC-V的因素。



    首先应用在Cortex M内核,然后是Cortex-R


    对可定制指令的首次尝试将用于Cortex-M核心。这一举动主要是为微控制器和大型soc中的控制器核心设计的。


    支持可定制指令的第一个Cortex-M部分是Cortex-M33。未来的Cortex-M内核将支持这种定制级别。


    还有一个好消息是,Arm不会对M33皮质定制新指令的能力收取额外费用。Arm的同事Peter Greenhalgh在稍后的会议上表示,Arm将为实时Cortex-R内核提供定制化的指令支持,并可能最终在Cortex-A处理器上提供这一功能。


    国外芯片技术交流-对于RISC-V,Arm终于妥协risc-v单片机中文社区(1)


    向Cortex-R添加自定义指令对于实时控制应用程序非常有用,他们可以使用专门的指令来加快专门的计算或数据移动。Arm将在何时何地向在智能手机和服务器等主流应用中部署的Cortex-A内核添加自定义指令支持是一项复杂的工程,并且她们并未正式承诺这样做。



    可靠性和安全性


    Arm已经设计了它的工具链来支持Armv8-M指令集中的这些新的用户指令,并且仍然保持用户一直期望从Arm得到的可靠性和验证。为了维护核心安全,该公司已经使新功能与Arm TrustZone兼容,其中的自定义指令将被监控。


    虽然Arm在定制指令派对上迟到了,但该公司还是在回应那些一段时间以来一直要求这种能力的客户。在某些情况下,即使是一条专门的指令,也可以在性能和效率上获得显著的提高,从而减少时钟周期,并降低总能量。新的指令使用相同的寄存器,但需要额外的逻辑,这需要在额外的模具面积和设计时间的投资。


    新指令与标准Arm指令交织在一起。为了避免软件碎片化和维护一个一致的软件开发环境,Arm希望客户使用定制的指令,这些指令主要是在所谓的库函数中。


    Arm希望使用Cortex-M33上的自定义说明的最初应用是存储控制器和调制解调器。这项新功能将于2020年免费升级为Cortex-M33。


    国外芯片技术交流-对于RISC-V,Arm终于妥协risc-v单片机中文社区(2)


    对于Cortex-A内核,Arm距离提供任何可自定义的指令还有很长的路要走,但它正在为将来准备新的指令和安全性扩展。该公司在Hercules之后公开了下一代Cortex-A内核的代号:即Matterhorn。该处理器内核将添加新指令以加速矩阵乘法,这通常用于机器学习神经网络。


    Arm预计新的Matterhorn内核将使神经网络的通用矩阵乘(GEMM)计算提高10倍。 Arm还将在整个CPU内核和缓存中添加新的安全措施。这些安全扩展将能够控制指针授权,并提供分支目标标识符和内存标记扩展。 Arm计划提供另一种符合这些新功能的平台安全架构(PSA)EL2。


    降低许可费用


    该公司在7月初宣布了一项新的许可计划,该计划以较低的价格为客户提供了一些最受欢迎的IP的访问权限。客户可以这样做,而无需签署许可协议,直到贴出芯片。在Arm灵活访问计划下,客户每年仅需为单个芯片支付$ 75,000,就可以为无限数量的芯片支付$ 200,000。该程序降低了开始使用Arm内核的财务障碍。


    这些变化被视为Arm对RISC-V的竞争性反应。但是Arm正在采取进一步措施,以对其自身的企业文化进行根本性的改变。


    Arm经历了文化变革,并在其生态系统中采用了更具协作性的模式。作为这些变化的另一个例子,该公司向其硅伙伴开放了开源Mbed OS的治理。这将使那些合作伙伴能够更直接地影响Mbed的未来发展。


    目前,ADI公司,赛普拉斯,Maxim Integrated,Nuvoton,恩智浦,瑞萨,瑞昱,三星,Silicon Labs和u-blox都是积极的参与者。


    Arm以前所未有的方式响应市场和客户需求,像RISC-V这样的公司仍然存在生存威胁。


    但迄今为止,该公司的IP出货量已达到1500亿个芯片,预计两年内将翻一番。


    Arm是每年出货的绝大多数设备的关键IP供应商,并且它正在做出重大更改以适应不断变化的市场和客户需求。

    本篇完





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    题主优质好文
    相信自已,未来是自已创造的。
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