ARM, 이종 멀티코어 SOC 일관성 최적화 위한 신형 AMBA 4 사양 발표

- 복잡한 멀티코어 시스템 온 칩(SoC)내 통신 위한 향상된 캐시 일관성으로 차세대 애플리케이션 성능 및 전력효율 극대화

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2011-06-09 14:29

성남--(뉴스와이어)--ARM은 AMBA 4 ACE™(AXI Coherency Extensions)를 특징으로 한 최신 AMBA® 4 인터페이스 및 프로토콜 사양을 발표했다. 캐시 일관성(coherency)은 멀티코어 컴퓨팅 애플리케이션에서 공유 자원(Shared Resource)이 로컬 캐시의 데이터로 저장될 경우 일관성을 효율적으로 유지하는 데 필수적이다.

AMBA 4 ACE 사양은 ARM® Cortex(코어텍스)™-A15 MPCore™ 프로세서, ARM® Mali™-T604 그래픽 프로세서 등과 같은 멀티코어 프로세서 클러스터에 대해 시스템 레벨에서 캐시 일관성을 지원한다. 이를 통해 복잡한 이종 SoC 설계에서 최적의 성능과 전력 효율을 보장하고, 모바일, 홈 네트워킹, 게임 애플리케이션 등과 같은 차세대 컴퓨팅을 지원할 수 있도록 설계되었다.

스크린 기반 기기의 컴퓨팅 성능은 1990년대 중반 이후 700배 이상 증가했고, 고성능 이종 멀티코어 프로세싱 등과 같은 새로운 기술들이 이를 지원하기 위해 새롭게 대두했다.

이러한 새로운 기술들은 시스템 IP, 특히 메모리 서브시스템 IP 에 대한 수요를 증가시키고, 하드웨어와 소프트웨어 레벨에서의 다양한 요구를 증가시켰다. 한편 레이턴시, 대역폭, 전력, 성능 등으로 인한 기술적 과제를 여전히 해결해야 하기 때문에 칩 메모리 트래픽, 소프트웨어적인 캐시 관리 등을 최소화해 프로세서 사이클을 낮추기 위한 효과적인 하드웨어 일관성은 더욱 중요해지고 있다.

AMBA는 사실상의 표준 온-칩 인터커넥트 방법론이며, 이는 디지털 가전 산업의 대부분의 주요 기업들에 의해 지원되고 있다. 이러한 최신 사양의 흐름은 아테리스(Arteris), 케이던스(Cadence), 재스퍼(Jasper), 마벨(Marvell), 멘토(Mentor), 소닉스(Sonics), ST-에릭슨(ST-Ericsson), 시놉시스(Synopsys), 자일링스(Xilinx) 등을 포함한 다양한 선도적인 반도체, 그리고 EDA 및 검증 툴 제공업체들이 주도하고 있다.

마벨 세미컨덕터(Marvell Semiconductor) 프로세서 디자인 부문 엔지니어링 담당 홍이 첸 (Hongyi Chen) 부사장은 “마벨은 AMBA 4 사양 내에서 하드웨어 일관성(Hardware Coherency)을 표준화하기 위해 적극적으로 활동해 왔다”며, “AMBA4 ACE의 주요 이점은 미래의 하드웨어 설계를 한층 더 간편하게 해주는 표준 프로토콜과 함께 개발 에코시스템을 제공한다는 것이다. 이 프로토콜은 캐시 일관성의 명확한 관리를 지원하여 소프트웨어 엔지니어들의 부담을 대폭 줄여준다”고 말했다.

ST-에릭슨(ST-Ericsson) 프로세서 서브시스템 및 제품 라이프사이클 관리 부문 짐 니콜라스(Jim Nicholas) 부사장 겸 사업본부장은인 “ST-에릭슨은 시스템이 한층 더 복잡해질수록 일관성에 대한 하드웨어 지원의 필요성을 오랜 기간 동안 지지해 왔다”면서, “우리는 ARM CoreLink™ CCI-400 Cache Coherent Interconnect를 최초로 라이선스한 기업 중 하나로서 에너지 효율적인 고성능 무선 플랫폼이 이종 멀티프로세싱의 잠재적인 성능을 완벽하게 활용할 수 있도록 지원할 AMBA 4 ACE 사양의 출시를 진심으로 환영한다”고 말했다.

자일링스(Xilinx)의 프로세싱 플랫폼 담당 로렌스 겟맨(Lawrence Getman) 부사장은 “자일링스는 소프트웨어 커뮤니티를 위한 하드웨어 리소스의 표준화와 진보를 절대적으로 지지한다”며, “AMBA 4 ACE는 에코시스템이 일과성 있는 온-칩 메모리 솔루션을 개발할 수 있는 능력을 강화시켜 ARM CPU와 프로그래머블 로직-기반 프로세싱을 통합함으로서 시스템의 성능을 한층 더 최적화할 수 있도록 한다”고 말했다.

ARM 프로세서 사업부 마케팅 부문 마이클 디멜로우(Michael Dimelow) 이사는 “복잡한 이종 임베디드 멀티-프로세싱 SoC 설계자들은 이제 공고한 사양, 설계 및 검증 툴, 시스템 IP 등을 요구하고 있다. 이것은 그들의 디바이스가 오프-칩 메모리 처리를 최소화할 수 있도록 보장하는 동시에 성능과 전력 효율을 극대화하는 것을 가능케 한다”며, “AMBA 4 ACE는 성능과 에너지 효율에 대한 최적의 조합을 보장함으로써 미래의 Cortex-A 및 Mali GPU 프로세서 서브-시스템의 성공적인 개발과 도입을 지원하는 데 있어서 중요한 요소이다”라고 말했다.

AMBA4 ACE 사양 소개
AMBA 4 ACE 사양은 시스템 레벨 캐시 일관성을 지원하여 고성능 멀티코어 프로세서가 증가하는 데이터 및 캐시 공유, 보다 많은 교차 컴포넌트 통신 등을 관리하고 공유 캐시 및 외부 메모리에 액세스하는 추가적인 프로세싱 엔진을 지원할 수 있도록 해준다. 캐시 일관성을 관리하기 위한 표준 방법을 발표하여, 메모리 배리어(Memory barriers) 또는 가상 메모리 관리를 통해 소프트웨어 캐시 관리 활동을 줄이고 프로세서 사이클과 외부 메모리 액세스를 줄일 수 있도록 해준다.

메모리 서브-시스템에 대해 메모리 배리어를 도입함으로써 필요할 경우에 시스템 설계자들이 최적의 인스트럭션 오더링(Instruction Ordering)을 할 수 있도록 보장하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있다. 분산 가상 메모리 신호 전달(Distributed virtual memory signaling) 기능은 최신 ARM 아키텍처 및 Cortex-A15 프로세서와 함께 도입된 메모리 가상화를 시스템 MMU로 확장하여 보다 효율적으로 외부 메모리를 사용하도록 지원하는 동시에 복수의 OS(operating system)가 적합한 하이퍼바이저 (hypervisor) 하에서 하드웨어 자원을 공유할 수 있도록 해준다.

최신 사양은 AMBA 4 프로토콜의 2번째 단계이다. 2010에 출시된 AMBA 4의 1단계는 AXI™ 인터커넥트 프로토콜의 확장 제품군의 정의를 포함하고 있다. 현재까지 2,500곳의 기업 및 기관에서 활동하고 있는 4,000명의 엔지니어가 AMBA 4 1단계 사양을 다운로드했다.

AMBA4 ACE 사양 및 화이트 페이퍼를 다음 사이트에서 다운로드할 수 있다:
http://www.arm.com/products/system-ip/amba/amba-open-specifications.php.
또한, 온-디맨드 웨비나 역시 다음 링크에서 제공되고 있다:
http://event.on24.com/r.htm?e=316856&s=1&k=83354E67AC06034A566F9AB156CD55A1

웹사이트: http://www.arm.com