雙內(nèi)核處理器勝任未來(lái)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算

雙內(nèi)核處理器勝任未來(lái)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算

市場(chǎng)對(duì)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)處理器的要求已經(jīng)越來(lái)越清晰：在可接受的成本與功耗基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)算性能。飛思卡爾公司（Freescale）對(duì)此的解決方案是：開(kāi)發(fā)一種內(nèi)含雙處理器內(nèi)核的網(wǎng)絡(luò)處理器MPDC8641D。該器件中采用90納米SOI工藝制造，集成了兩個(gè)基于32位PowerPC處理器架構(gòu)的e600內(nèi)核，單一e600內(nèi)核的性能可達(dá)到1.5GHz，飛思卡爾預(yù)計(jì)這種雙核結(jié)構(gòu)將使最終的網(wǎng)絡(luò)處理器性能加倍。
　　雙核結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的單核結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。首先，雙內(nèi)核處理器從芯片硅成本來(lái)講雖然比單核處理器高，但由于其可取代兩顆獨(dú)立單核處理器和一顆系統(tǒng)控制器芯片，因此可簡(jiǎn)化PCB電路的設(shè)計(jì)，有效節(jié)省應(yīng)用系統(tǒng)的成本。其次，與通過(guò)兩個(gè)單內(nèi)核處理器協(xié)同工作完成的性能提升解決方案相比，單芯片內(nèi)部的雙內(nèi)核之間可以通過(guò)高速內(nèi)部總線實(shí)現(xiàn)更大的帶寬通信，從而避免了芯片外部互連的低速PCI總線成為性能瓶頸。MPDC8641D中采用了MPX總線，其最高帶寬達(dá)667MHz，可使內(nèi)核間的通信延遲降到最低限度。第三，由于集成了雙內(nèi)存控制器，MPDC8641D中存儲(chǔ)器帶寬得到了擴(kuò)展，并降低了延遲。此外，雙內(nèi)核架構(gòu)還可使兩個(gè)內(nèi)核保持高度的緩存一致性，因?yàn)槟骋粌?nèi)核可將其緩存中的最新數(shù)據(jù)直接快速拷貝到另一內(nèi)核中，而無(wú)需通過(guò)存儲(chǔ)器。根據(jù)Freecale提供的數(shù)據(jù)，MPDC8641D的功率在15W~25W之間。
　　與這種突出的計(jì)算性能相匹配，MPDC8641D選擇了RapidIO串行線路接口作為外部系統(tǒng)互連接口，以實(shí)現(xiàn)其與周邊設(shè)備之間的高速互連。同時(shí)，MPC8641D處理器還內(nèi)嵌了四個(gè)以太網(wǎng)MAC控制器，支持10/100Mbps及千兆以太網(wǎng)，可對(duì)通過(guò)以太網(wǎng)(包括IPv4、IPv6、TCP、UDP以及VLAN)傳播的協(xié)議的識(shí)別和檢索進(jìn)行加速。此外，它還支持原有的外圍與主機(jī)設(shè)備之間通過(guò)PCI Express接口的連接。
　　這種雙核結(jié)構(gòu)實(shí)際上還可以帶來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上的靈活性。比如，在低帶寬應(yīng)用中，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商可以利用MPC8641D的某一個(gè)內(nèi)核來(lái)管理數(shù)據(jù)面處理，而用另一個(gè)內(nèi)核管理控制面；或者用一個(gè)內(nèi)核管理數(shù)據(jù)面的信號(hào)發(fā)射，而另一個(gè)內(nèi)核管理信號(hào)接收；在高帶寬應(yīng)用中，兩個(gè)內(nèi)核都可與一顆網(wǎng)絡(luò)處理器或ASIC配合工作，其中一個(gè)內(nèi)核卸載任務(wù)，如分類(lèi)、安全和高質(zhì)量。開(kāi)發(fā)商還可選擇讓雙內(nèi)核使用同一操作系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化到現(xiàn)有系統(tǒng)升級(jí)到采用雙內(nèi)核系統(tǒng)的軟件移植。目前已經(jīng)有Enea Embedded Technology、Green Hills Software、Metrowerks、QNX、Wind River等開(kāi)發(fā)商表示會(huì)為這款網(wǎng)絡(luò)處理器提供軟件或開(kāi)發(fā)工具支持。