面對多核芯片沖擊,通信處理器何去何從?
飛思卡爾半導(dǎo)體早在15年前就發(fā)明了通信處理器,其PowerQuicc已經(jīng)成為主流產(chǎn)品用于各式各樣的組網(wǎng)和通信功能。英特爾和其他廠商提供了同類產(chǎn)品,與配有可編程的數(shù)據(jù)處理引擎的通用CPU相組合。
然而,隨著設(shè)計師們逐漸轉(zhuǎn)用多核處理器來實現(xiàn)功能,通信處理器的時代也日漸沒落。這些處理器可以在CPU上運行控制平面,以及在附加CPU上運行數(shù)據(jù)平面。盡管這種方法影響了性能和功耗效率,但設(shè)計師們更習(xí)慣于這種方式帶來的簡單編程模式。
飛思卡爾正在著手對多核處理器進行反擊,他們提出了該公司的新品牌QorIQ。不過該公司在多核空間上面臨著更多的競爭對手。
技術(shù)趨勢
幾種技術(shù)趨勢已經(jīng)導(dǎo)致了通信處理器的沒落。最初的PowerQuicc芯片使用其數(shù)據(jù)平面引擎CPM,可以處理很多的通用協(xié)議,如TDM、HDLC以及快速以太網(wǎng)等。新的協(xié)議能通過固件升級來進行添加;PowerQuicc可以處理幾乎所有的協(xié)議,并完成這些協(xié)議下的互聯(lián)互通。
不過,隨著傳輸數(shù)率的增長,CPM不能及時的跟上。新的芯片為千兆以太網(wǎng)和PCI Express補充了硬線連接的MAC層。此外,運營商級以太網(wǎng)的崛起,也進一步減弱了對內(nèi)部交互的需要。
在帶有更復(fù)雜數(shù)據(jù)面板的應(yīng)用中,如安全、服務(wù)等,就需要一個新的方法。這些功能要求大量的軟件支持并需要不斷的更新。原始設(shè)備商往往視這些功能與他們的核心價值相關(guān)。因此,這些功能必須是可編程的。盡管CPM和新的Quicc Engine也支持可編程,飛思卡爾一般不允許客戶去對他們進行編程。
多核的關(guān)注點
多核處理器包含了通用CPU組,并帶有通用的指令集,如Power或MIPS。這些通用CPU組沒有在數(shù)據(jù)平面處理方面得到特別的優(yōu)化,而Quicc Engine則專門用于這些任務(wù)。因此,一個多核設(shè)計可能需要更多或者更快的CPU來完成同等性能。
因為CPU數(shù)目一般都會超過四個,多CPU間的通信及協(xié)調(diào)變得愈加繁重。對于大量的CPU,程序員通常需要采用輕型操作系統(tǒng),或者甚至是一個帶有最低配置OS的“裸機”。
不過,一旦這種方法被采用,多核解決方案的穩(wěn)定性則是一個很大的亮點。數(shù)據(jù)平面吞吐量很容易受到CPU的個數(shù)和速度而產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。Cavium網(wǎng)絡(luò)公司提供了最多帶有16個CPU的Octeon處理器,使得很多平臺可以共享其硬件和軟件的設(shè)計。相比之下,飛思卡爾僅提供了一個或者兩個Quicc Engines的配置。
根據(jù)我們的研究,通信處理器在2006年的銷售額為5.38億美元,達到頂峰,我們預(yù)計這一數(shù)字將在2012年會跌落為1.5億美元以下。在同一時期內(nèi),用于組網(wǎng)和通信的多核處理器銷售額將從5200萬美元升至超過4.5億美元。隨著芯片廠商對通信處理器實行減產(chǎn),系統(tǒng)設(shè)計師們不得不考慮使用多核處理器來替代。
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