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Arm最新处理器Cortex-R82,让新型计算存储设备更智能

2020-09-08 00:13来源:中国存储网
导读:虽然收购传闻至今没有结构,但是这不妨碍ARM的新产品研发。9月4日,Arm宣布推出Cortex-R82芯片。

中国存储网消息,虽然收购传闻至今没有结构,但是这不妨碍ARM的新产品研发。9月3日,Arm宣布推出Cortex-R82芯片,旨在支持可以同时保存数据和处理数据的新一代存储设备。

Arm最新处理器Cortex-R82,让新型计算存储设备更智能

Arm以其在移动设备中的Cortex系列处理器而闻名,但是,主流的Cortex-A系列CPU(不是用作设备的主要处理单元)并不是该公司提供的唯一CPU。除了微控制器级的Cortex-M CPU产品组合外,Arm还提供了Cortex-R系列的“实时”处理器,这些处理器用于高性能实时应用中。我们上一次谈论Cortex-R产品的时间是2016年发布的R8。当时,该公司建议R8广泛用于调制解调器子系统内部的5G连接解决方??案。

R系列的另一个大市场是存储解决方案,其中Cortex-R处理器主要用于HDD和SSD控制器中。

今天,Arm通过引入新的Cortex-R82(代表该公司的第一个64位Armv8-R架构处理器IP)来扩展其R系列产品组合,这意味着它是该公司的第一个64位实时处理器。

这种新型硬件称为计算存储,有助于为延迟敏感型工作负载(例如机器学习和实时分析应用)提升速度。

通常来说,存储数据和处理数据的任务被分配给系统内部的单独组件去完成,磁盘或闪存驱动器用于保留信息,单独的处理器用于处理信息,每次执行操作的时候,数据都必须从存储驱动器传输到处理器,然后再返回,这个过程会导致一定的延迟,从而降低性能。

这种新型计算存储设备的目标是消除这个过程中的延迟,以加快应用的速度。存储驱动器使用内置控制器在本地处理器信息,而不是将信息发送到单独的芯片进行处理。控制器是闪存和磁盘驱动器中的一个微型计算模块,通常只用于执行低级别任务,例如写入数据和读取数据。

Arm此次新推出的Cortex-R82奖杯用作计算存储设备的控制器,即可以作为芯片设计提供,硬件制造商也可以根据需要进行许可和定制。

Arm称,Cortex-R82最多可以配置8个处理核心,其性能是上一代R8产品的2倍,计算能力的提升让Cortex-R82可以直接在存储驱动器内部运行完整的Linux发行版和应用。

那些计划在存储驱动器上运行机器学习模型的企业,可以通过为Cortex-R82配备Arm Neon机器学习技术来获得更高的性能。Arm表示,与上一代R8相比,Neon将神经网络的性能提高了14倍。

计算存储硬件有许多潜在的应用场景。例如,一家建筑企业可以在建筑工地部署安全摄像头,使用运行在内部闪存驱动器上的AI模型,发现潜在的危险。Arm也列出了一些更为传统的数据中心使用场景,例如数据库加速、视频转码和实时分析。

Arm最新处理器Cortex-R82,让新型计算存储设备更智能

迄今为止,上一代R处理器基于先前的Armv7-R或ArmV8-R 32位架构,例如Cortex-R52。多年来仍然很好,对于部署这些处理器的用例来说足够了。但是,在现代产品中,我们看到有必要进行更大内存寻址的设计。例如,现在的现代固态硬盘通常在其控制器上通常使用2GB的DRAM内存,接近R8 CPU的32位4GB内存寻址限制。

Arm最新处理器Cortex-R82,让新型计算存储设备更智能

新的Cortex-R82增强了内核,使其性能比R8提升了2倍,并使用了高达1TB的更宽的物理地址空间,这与系统的其余部分保持了一致。

Arm目前并未对R82的微体系结构及其与R8的区别透露多少,但我们可以想象到向Armv8-R架构的转变会有一些重大变化。

从体系结构和µarch方面来看,一个重要的补充是可以可选地包含用于SIMD处理的NEON单元,包括新的点积指令。这将在处理器本身上实现更高性能的并行处理计算能力,从而使诸如SSD控制器设计人员之类的客户在设计上更具灵活性。

Arm最新处理器Cortex-R82,让新型计算存储设备更智能

微体系结构的另一个重大变化是包含了MMU,它使Cortex-82实际上可以用作诸如Linux之类的丰富操作系统的通用CPU。如果处理器可以自己运行自己的操作系统,那么就-R系列的目标市场而言,这实际上是一个巨大的改变。

Arm的产品演示着重于存储控制器,它们能够像以前一样运行实时工作负载,但是增加了丰富的OS,用于更复杂的算法和更高级的应用程序,而这些应用程序在裸机和实时操作系统。

Arm最新处理器Cortex-R82,让新型计算存储设备更智能

例如,芯片设计人员可以采用多个R82内核(设计扩展到8内核集群)的方式设计出驱动器控制器,并在实时应用程序和更高级别的计算工作负载之间灵活地更改处理资源。

随着存储市场的发展,我们从合作伙伴那里看到的最大需求之一就是灵活性。Cortex-R82处理器的新功能使合作伙伴可以设计多达8个内核的多核实现,并根据软件的外部需求调整存储控制器上运行的工作负载类型。例如,停车场将定期使用视频监控来识别车牌信息,该信息随后用于计费。在白天收集车牌数据,这意味着大多数核心都用于密集存储。在晚上,这些核心将用于处理计费数据,并将进行调整以执行所需的数据分析和机器学习。随着存储控制器变得越来越多样化以应对不同的市场和功能,

Arm指出,当前的存储解决方案中有85%使用Cortex-R处理器,因此新的R82可能代表性能上的巨大飞跃,并为供应商在将来的设计中设计新的差异化功能提供了新的可能性。

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