IBM和飞思卡尔再度联手推进多内核,互联技术仍是合作症结

2007-11-28 08:29:52来源: 电子工程专辑

IBM和飞思卡尔在1990年代合作开发Power微处理器后分道扬镳,而今,两家公司透过Power.org组织再度联手。

两家公司面对的最大的障碍之一,就是能否解决双方长期形成的差异,决定采用哪种片上总线来驶入多内核未来。飞思卡尔仍把自己较有前景的CoreNet技术紧紧握在手中。

尽管IBM已要求提供这个片上结构的技术细节,飞思卡尔却并未予取予求。一个要求匿名的飞思卡尔人士透露,对于是该继续持有CoreNet技术专利、把它授权给IBM还是通过Power.org向所有索取者开放,这家公司内部存在着不同意见。

飞思卡尔把CoreNet互联技术作为自己多核处理器系列的关键组成部分,从将于明年推出的45纳米产品开始,该公司将最终在其所有芯片中使用这个技术。该总线可以把数据速率拓展到1.8GHz以上,链接多达32只内核。

“最终,我们的多核架构能够把性能提高2到3倍。”飞思卡尔公司联网部营销主管 Jeff Timbs说,他一直负责推广该架构。

Power.org技术委员会即将发表一份报告,其结论是不可能马上为稚嫩的Power社团制定出一个标准的片上总线,因为所有涉足该领域的竞争者似乎都在各行其是。

除飞思卡尔拥有CoreNet之外,AMCC公司已获得ARM AXI总线的授权,而新创公司PA Semi也有自己的Connexium互联技术。

因为期待这个问题得到解决,IBM据说已推迟了其下一代Core Connect技术——PLB6的开发。目前的PLB4版显然已足以应付该公司计划在2008年投入设计的任何产品。但如果没有得到其它替代技术,IBM将很可能在明年重新激活PLB6设计。

所有竞争者都承认,未来正在转向由多个内核、多个加速器以及多个其它模块组成的SoC设计。这些公司希望能尽可能多地共享资源,因为它们所采用的架构缺乏X86和ARM阵营所拥有的规模经济。它们知道,如果能拥有通用且开放的互联技术,就能更容易把第三方芯片设计者吸引进来。

我们对飞思卡尔和IBM内部争论的准确性或双方的谈话一无所知。但显然这个问题需要尽快得到解决。

“飞思卡尔将会更开放——毕竟,创建标准是Power.org的既定任务。”曾任职于摩托罗拉公司、长期投身于嵌入式处理器的分析师Tom Starnes指出.

“这听起来似乎像是以前的摩托罗拉半导体集团(现在的飞思卡尔)担心这样做会强化竞争对手。”Strategy Sanity公司负责人Starnes表示,“事实上,完整芯片所包含的构件是很多,片上互联的细节差别不会产生很大影响。”


图1:Power微处理器架构受到片上总线过多的困扰。面向多内核未来,每位Power.org成员都有自己的发展路线。

重新开始

IBM和飞思卡尔在几年前曾有一段痛苦的合作经历,再度联手并不容易。在1991年构思时,其PowerPC的目标是在主流计算机中与X86相抗衡,但在几年以后,它们只赢得了苹果公司这一家客户。这对Power伙伴在2005年受到了一次更为沉重的打击——苹果公司首席执行官Steve Jobs公开宣布公司策略将转换到X86。

从1998年到2006年,IBM和飞思卡尔分道扬镳。IBM专注于Power服务器,把其嵌入式Power业务销售给AMCC并继续向所有感兴趣的公司提供Power内核。飞思卡尔则继续开发Power的嵌入式版本供自己使用。

但为了保持领先的代工及设计能力以跟上英特尔公司的步伐,IBM付出了高昂的代价。IBM一直需要援助来为该业务注入资金。所以,当微软、任天堂和索尼都同意在其当前代的视频游戏台中使用基于Power的芯片时,IBM大受鼓舞。

在2004年三月,IBM公司的资深人士Nicholas M. Donofrio对IBM人做了一个报告,要求他们从崛起的Linux世界获得启示,进而开放Power架构。一些经理做出了回应,于2004年创建了Power.org。飞思卡尔在2006年加入了该组织。作为成立三周年纪念,该组织在美国德克萨斯州奥斯汀召集了其第一次技术会议——Power架构开发者会议。

这并不是一次规模很大的活动,与会者大约有385人。有人说这只不过是该组织每年都在奥斯汀召集的Power伙伴年会的公开版。不过,这次成员们打开了大门,希望更多地获得媒体的关注并希望有一些新的客户加入。

事实上,Power.org不是像Linux或GNU那样的真正开放的开发组织。IBM拥有Power架构方面的知识产权(IP),只有IBM和飞思卡尔是Power架构顾问理事会(PAAC)的成员,该理事会为指令集架构(ISA)设定技术方向。

AMCC没有从IBM购买昂贵的架构授权,因而也不能进入PAAC。PA Semi到是获得了一项授权,因为它需要改变指令集架构(ISA)使之适应其2GHz、13W设计,但它没有成为PAAC成员所需要的可与IBM进行专利交叉授权的高价值专利。所以在这段时间里,似乎飞思卡尔并不是唯一不太开放的公司。

因而,在某种意义上,Power.org对Power用户来说是一个宣传媒介,对更广泛群体来说是个营销机构。但该组织也是个多个技术委员会的大本营,IBM资深专家Michael Paczan管理着这些委员会。Paczan曾是诞生了PowerPC 的Somerset实验室的前董事之一,目前是IBM负责Power业务和技术开发经理,同时监管Power.org内部的技术工作(大部分技术工作由IBM有能力的中层经理们管理)。

一个分委会正在定义一组Power用户和工具制造商迫切需要的通用调试标准。如今,工具制造商们对Power处理器的不同版本采用不同的调试方法,这增加了完成系统设计所需要的成本和时间,IBM经理Chris Ng指出。Ng负责Power.org监管调试标准的分委会,他透露该组织可能采用Xilinx所使用的Nexus和Aurora 标准。

另一个小组正在考察SoC标准,包括一个通用总线。该小组也已经意识到需要为Power芯片建立一些通用的模型标准。

而另一个小组将为Power开发关键的虚拟化技术,该软件有助于从多内核芯片中挤出更多的性能。想要得到最优的结果,就需要同时得到Power芯片及其使用的嵌入式操作系统的支持。迄今为止,嵌入式操作系统公司对是否将在未来产品中提供这个支持保持沉默,主持Power.org该分委会的IBM经理Hollis Blanchard透露。


图2:Power系列的历史瞬间:从在1990年代瞄准主流计算到今天专注于嵌入式和IBM服务器。

所有这些工作都对Power的长期成功有重大影响,但均不会产生立竿见影的效果。“要通过这些努力中取得任何优势,均需花费很长时间。”分析师Starnes说。

另外,PAAC将在11月推出Power ISA的2.05版。它将包括参照IBM的Power6 CPU加入的增强功能,如十进制浮点计算能力。

计划在明年秋季推出的2.06版仍处于早期的定义阶段,它将包含参照即将面世的Power7而加入的一些技术。其增强特性将包含一个嵌入式管理程序,用于在嵌入式系统中处理虚拟化。2.06版也将具有不中断应用的情况下把虚拟进程从一个处理器传递到另一个处理器的能力,从而可以在系统运行过程中维护或移动它们。

新版本可能会包含一些较小改进,以在多核芯片中更好地支持并行机制,例如为决定实现多线程的芯片制造商加入了从单线程切换到多线程的能力。

“我们正在考虑的方案之一,是支持事物存储器(transactional memory)以便简化编程。但我们并不清楚这样做是否正确,所以该方案仍处在讨论阶段。”IBM高管、在PAAC任职Wolfram Sauer表示。

事物存储器确实消除了可能在软件中导致竞争的讨厌的数据锁。然而,它要求为事物的开始、交付和终止提供新指令。

“并行编程问题太难了,内核数量变得越来越多,要在某个水平支持并行机制,很可能需要在Power架构中扩展ISA指令集。”德州大学计算机科学副教授Doug Burger在一次座谈会上说。

“尚不清楚将会有多大程度的扩展。这可能是一个重大的变化,或可能只是为更好地支持真实和虚拟处理器之间通讯的一些小步骤。”他补充道。

瞄准用户

在营销前沿,关键的问题是能否开辟出一条进入新兴的数字消费电子市场的道路。“我们认为,对消费者来说,目前面向Power处理器的Linux软件功能不够强大,因而,在支持媒体消费应用方面有很大的机会。”IBM公司的Paczan表示。

IBM正在试图培养面向Power的Linux用户群。Paczan已经委派了一位工程经理负责建立面向Power处理器的Linux软件框架并为之开发一些工作模块。他说,该软件将包含远程管理能力(使用者可以访问和管理其家里的设备)以及一个支持媒体加速器的模块。

这个框架已从夏季开始开发,并预计于明年5月完成。但尚不清楚谁将来充实该软件,IBM估计,这项工作总共需花费30个人-年的人力资源。

IBM在7月会晤了包括松下和三星在内的多家亚洲顶级消费OEM,试图激起它们对该项目的兴趣。IBM也将考虑把该框架作为面向开放资源开发社群的项目。

“许多与我们有合作关系的公司都把目标锁定在可以在6到12个月内供货的产品,所以当我开始谈到某种可以在三年内供货的产品时,他们显得兴趣不大。”Paczan说。

IBM公司Cell处理器(使用Power内核)首席架构师Jim Kahle指出,消费电子依然是微处理器的拉动应用之一。“目前有大量的投资需求和投资意愿,在电影和游戏创制方面,有数10亿美元投资需求。”他在一次主题演讲中表示。

IBM的系统和技术部主管Bernie Meyerson已公开表示,IBM正在把各种Power内核和专业加速器内核混合搭配到一起,开发用于接替Cell的下一代架构。

1991 苹果、IBM和摩托罗拉同意建立PowerPC,紧接着就有了基于IBM的Power架构的Moto 68000

1994 PowerPC首款产品601开始付运,苹果推出首款PowerMac

* 推出了PowerPC 604

* 摩托罗拉为便携系统推出MPC821

1995 摩托罗拉的PowerqUICC I 转移到PowerPC上

* 苹果开始Mac PowerPC克隆项目

1996 603e付运

1997 Steve Jobs停止Mac Clone项目

1998 Somerset实验室关闭

1999 摩托罗拉推出Altivec矢量处理器引擎

2001 IBM,东芝,索尼开始在IBM的奥斯汀研究中心开发Cell处理器

2002 飞思卡尔为GHz级MPC7455采纳绝缘体上硅(SoI)

2004 于11月成立Power.org

2005 Steve Jobs宣布苹果转向英特尔的X86

2006 飞思卡尔在二月加入Power.org

* 七月,飞思卡尔和IBM宣布将联合控制Power架构

2007 Power.org在美国奥斯汀举行其第一次技术会议

关键字:总线  架构  标准  客户

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/control/200711/17052.html
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