Tilera公司二维多核结构

Tilera公司二维多核结构

二维多核、低功耗，让人想到了未来的神经网络结构！

转自： http://tech.sina.com.cn/t/2009-05-26/17473126596.shtml
相关资料： http://news.fuwuqi.com.cn/electron/eeyy/2009-10-28/5669281215659.shtml

　　2009 TD-SCDMA&TD-LTE(北京)国际峰会于5月26日-27日在京举行，新浪科技独家门户直播支持。

　　以上图为2009TD-SCDMA&TD-LTE国际峰会，Tilera公司吴晓冬演讲。

　　以下为实录：

　　吴晓冬：尊敬的王院长，尊敬的会场上各位嘉宾。今天我非常荣幸能够在这里给大家介绍TILERA绿色多核。背景都是绿色的，我们又是做超强多核的半导体芯片，这两个对我们大家都具有非常深刻的意义，我今天非常荣幸给大家介绍一下我们这个产品在TD-SCDMA以及TD-LTE上的应用。从上午到下午各位专家给大家介绍了无线系统的需求，对我们来讲，我们能看到大家对无线系统还是在不断地需求更高的性能，当我们进入3G以及4G以后，大家都需要去下载很多视频内容，需要快速很好的用户体验，如果没有很好的性能支撑无线系统的话，这些体验使用户不能够迅速地采用，同时低成本的需求也是越来越明显，现在是卖系统还是卖芯片的，大家对成本来讲压力都是越来越大，同时高集成度、小型化，还有统一平台，现在有很多种不同的3G标准，有TD-SCDMA，有其他的标准，如何能够用同样的硬件平台，支撑开发，能够支持所有其他不同的技术平台。如何快速地让你们的产品上市，能够实现定制化，这些对无线系统的市场需求，反映在对我们芯片，对我们解决方案来讲，都会是希望有更高的集成度，更低的功耗以及更容易扩展，更容易扩展是你的芯片既可以做小，也可以做大。这样你的客户不需要不断地切换平台。最后一个，也是对我们芯片的要求要容易编程，是一种非常通俗广泛使用的软件编程的能力。

　　我们在无线系统以及在很多其他的电子产品方面，都需要处理器，通用处理器，像英特尔的X86也好。这些都是以前的传统处理器。为什么我们现在看到整个市场对多核的需求越来越多，原因主要也是因为过去以来都是依靠单核处理器来解决问题，但是现在单核处理能力不可能像以往不断地来提升，这里的瓶颈大家也看到不光是功耗的瓶颈，我们从90年代开始，摩尔定律说芯片每隔18个月把整个半导体晶体管可以翻一倍，随着时间的推移，现在我们越来越碰到瓶颈，功耗不可能像以前那样，现在有很多芯片，单片都在一百瓦以上，频率越跑越高，这些造成在未来设计成本，运营成本碰到一个瓶颈，包括存储器的延时，并行指令，靠并行指令，从单个指令变成三个指令，到8个指令，在运营指令的不断提升，也碰到一个瓶颈，让它的性能不可能飞速地提高。这个时候就产生了对多核的需求越来越高。TILERA的嵌入式计算解决了好几个方面的问题，首先客户需要更高的性能，又需要更低的功耗，并且两者具备。其他的多核处理方案都是因为核与核之间通讯的效率很低，难以编程。今天早上理事会专家跟他聊的时候他也讲到，做核不难，做多核难在把核与核之间的通信解决好，在这方面TILERA有一个独特的技术。左边的是处理单元，再处理单元里，Tile不仅仅有处理器，还有高速存储，缓存。这两个都是别的公司所有，但是我们有特别的地方，我们的芯片目前有五层网络，有六层网络的，不同的网络。等一会向大家介绍网络是怎么回事。TILERA产品最大的特点把每个Tile做好，就像马赛克一样，我就靠高速的互联，片与片之间的联系，让我的芯片可以自由地扩展，可以做成8×8，可以做成10×10，他们之间通过二维网状网络达到效果。我们跟其他公司的区别，我们的竞争力在哪里，很多家公司目前都在致力于做多核处理器，他们主要以一维总线架构做的多核处理器，当你核的个数超过了8个核或者16个核的时候，会产生性能上巨大的瓶颈，而TILERA是基于两维的网状架构，举一个简单易懂的例子，假如北京市只有一条高速公路，不不管把高速公路建得有多宽，如果大家做任何事都要上高速公路的话，你可以想象它会多么拥挤，能支撑多少用户，多少个核。当北京市拥有南北东西纵向网状的交通网络的时候，你的交通堵塞就会大大地缓解，可以支撑核的个数也会大大增加，这就是我们的第一代产品能够一下子在单片里做到64个核。我们可以从64个核为期点，往上可以做100，往下可以做36，我们已经推出36核产品。二维网状结构到底有什么好处，美国麻省理工学院一位博士做的研究，两核的时候总线架构和网状架构没有多大的区别，当16个核在做不同应用的时候，跟二维网状架构跟一维总线架构功耗的差是80%，假如用一维总线需要100瓦，可是用我们芯片，你的功耗只需要20瓦，这样就产生了巨大的功耗的效率的差别。

　　我们公司对未来多核处理器的展望，如果基于我们的网状架构，不仅是能做64个核，不仅能做100个核，我们展望在2014年在单片里做1024个核，也是可以按照摩尔定律每18个月翻一倍的速率，我们认为未来处理核就跟当初的逻辑单元一样，回顾十几年以前，二十几年以前，我们数字芯片逻辑单元没有多少个，今天一个芯片里逻辑单元是几百万个，未来来讲处理核也会像这样。在学术界从2008年已经能够在探讨从256个核，我们公司在工业界做到64个核，2012年的目标是做100个核，这个速度的增长是非常快的，非常迅速的。今天在座各位可能是头一次听说TILERA公司，很多人也不太会听我们这个公司的名字，实际上是由两个字的组成，首先是TILE，就是瓦片，像瓷砖马赛克的瓦片，ERA是时代，我们进入了多核时代，多核像瓦片一样的多核时代。这个公司并不是那么新，从1994年起我们CTO在麻省理工大学教授就开始二维网状架构的多核研究，到了2002年他做出第一款16核真正的半导体产品，2004年由四家著名的风投公司，2007年推出商用产品，我们有15年而且50多项世界多核专利的申请。TILERA公司目标是建成跨国公司，在美国波士顿和加州，在中国的北京、上海以及在欧洲都有自己的总部和分公司，我们的芯片，你们的芯片什么时候出来，我很高兴地告诉大家，我们不是第一代芯片，我们已经有两代半导体芯片已经是量产，而且我们有板卡，有系统产品，还有完整的高度集成的开发环境给大家。我们的荣幸2008年年底的时候，在美国半导体协会GSA，我们获得了颁发的最受关注的新人奖，这相当于奥斯卡奖，客户到目前为止有50多个客户。

　　芯片的路标图，前面的第一代叫做TIle64已经量产，2008年的时候，64和36样片已经出来了，今年会量产这两个产品，明年会做下一代的，前面这三个都是基于90纳米，而且兼容的，明年要做的高端是40纳米的100核，低端的大概25核，我们正在设计之中。多核对于大家来讲，做完芯片只是其中一个部分，芯片之后如何能让这些工程师很容易地使用，很容易地编程，你的软件和开发工具非常重要，TILERA我们的工程部有一半以上的人员投入在把工具包、软件包以及应用程序包做好，所以我们都是用CC++语言，这些在整个学校，在业界有广泛的工程师基础，而不是特定的语言，要花很长时间学习的。最终的用户会很广泛。我们不光是把工具做好，还把底层的软件，还有应用的软件，用原代码的形式提供给客户。

　　在TD-SCDMA系统里，这么一个高性能的多核处理器在什么地方使用呢？因为我们现在推出来的产品是64核，目前目标的应用主要是集中在基站以上，包括基站，在基站里，如果需要做软件无线电，高集成度的，都可以做。在核心网上，我们主要做的像很多像安全方面的处理，以及再往上包处理、视频网关处理，这些方面可以基于同一个多核的技术，在不同的应用上，都可以能够实现，对无线的应用。

　　TILERA技术如果针对无线基站，可以让基站更加小型化，更加统一化。为什么更加小型化？以前靠一大堆芯片，未来来讲，我们的目标基站可以需要由多核处理器一下完成，集成度非常高。为什么是软件化呢？我的多核处理器就是通用处理器，用C语言来编程，很多人都可以来编程，很容易进行软件化。统一化就是说如果我们的器件从36核，到64核，到100核，到未来200，再往下走都可以做，这样可以在同样技术上，能够开发不同的产品，基于同一个技术平台，所以可以统一化。

　　美国有家专门做对比的BDTI公司，各大半导体公司，各大系统公司用这家公司做性能对比，用做无线OFDM对比，TILERA64核处理器被认为是最高性能的处理器，不断高性能，而且是很短周期开发，达到这个性能。

　　最后总结一下，我们这个总结，大家如果能记住这四点就行，第一我们是单芯片64核，在目前来讲是单芯片计算性能最强的产品。第二，我们有一个二维网状架构，可以让单芯片的功耗效率非常低。这样对于环保，对于运营商以及客户最终回产生很大的影响。第三，我们把应用开发软件，开发环境做得非常好，非常友善，工程师能够很容易上手，把64核芯片能够交付给我们的工程师，让他快速地开发他们的产品。第四，可伸展性，上至未来的几百核，下至未来的几个核，看您的需要，看将来我们产品的定位，一起来实现。

　　如果如果您对TILERA多核技术有兴趣的话，请联系我们。