Идет снег
 | Эту статью необходимо обновить . ( сентябрь 2017 г. ) |
| POWER , PowerPC и Power ISA. Архитектуры |
|---|
| NXP (ранее Freescale и Motorola) |
| ИБМ |
|
| IBM/Нинтендо |
| Другой |
| Ссылки по теме |
| Отменено выделено серым цветом , историческое — курсивом |
QorIQ / ˈ k ɔːr aɪ k j uː / — это бренд на базе ARM и Power ISA коммуникационных микропроцессоров от компании NXP Semiconductors (ранее Freescale ). Это эволюционный шаг по сравнению с платформой PowerQUICC , и первоначальные продукты были построены на базе одного или нескольких ядер e500mc и выпускались на пяти различных платформах: P1, P2, P3, P4 и P5, сегментированных по производительности и функциональности. Платформа сохраняет совместимость программного обеспечения со старыми продуктами PowerPC, такими как платформа PowerQUICC. В 2012 году Freescale анонсировала предложения QorIQ на базе ARM , начиная с 2013 года. [1]
Бренд QorIQ и семейства продуктов P1, P2 и P4 были анонсированы в июне 2008 года. Подробности о продуктах P3 и P5 были объявлены в 2010 году.
Процессоры QorIQ серии P производились по 45-нм техпроцессу и были доступны в конце 2008 г. (P1 и P2), середине 2009 г. (P4) и 2010 г. (P5).
Серия QorIQ T основана на 28-нм техпроцессе и предъявляет очень агрессивные требования к диапазону мощности, ограничиваясь 30 Вт . Они используют ядро e6500 с AltiVec и, как ожидается, поступят в продажу в 2013 году.
Семейства QorIQ LS-1 и LS-2 представляют собой процессоры на базе ARM, использующие ядра Cortex A7 , Cortex A9 , A15 , A53 и A72 на независимой от ISA архитектуре Layerscape. Они доступны с 2013 года и нацелены на сетевые и беспроводные инфраструктурные приложения низкого и среднего уровня. [1]
Слойскейп
[ редактировать ]Архитектура Layerscape (LS) представляет собой новейшую эволюцию семейства QorIQ, в которой функции, ранее предоставляемые DPAA (например, сжатие), могут быть реализованы в программном или аппаратном обеспечении, в зависимости от конкретного чипа, но прозрачны для прикладных программистов.Заявлено, что LS-1 и LS-2 будут использовать ядра Cortex A7 , A9 , A15 , A53 и A72 . [1]
Первоначальная серия LS-1 не включает в себя какой-либо уровень ускоренной обработки пакетов, обеспечивая типичное энергопотребление менее 3 Вт с использованием двух процессоров Cortex A7 с обеспечением ECC для кэшей и DDR3/4 со скоростью от 1000 до 1600 МТ/с, двух контроллеров PCI Express в x1. /x2/x4, SD/MMC, SATA 1/2/3, USB 2/3 со встроенным PHY и виртуализированные контроллеры dTSEC Gigabit Ethernet. [2]
LS1 означает серию LS1XXX (например, LS1021A и т. д.); LS2 означает серию LS2XXX. LS2 означает более высокий уровень производительности, чем LS1, и не указывает на второе поколение. Две средние цифры названия продукта обозначают количество ядер; последняя цифра обозначает модели: в большинстве, но не во всех случаях, более высокая цифра означает большую производительность. «А» в конце указывает на процессор Arm. 16 нм LX обозначает поколение FinFET .
Семейство LS1 построено на архитектуре Layerscape — программируемой сетевой архитектуре уровня данных . Оба семейства процессоров LS1 и LS2 предлагают усовершенствованные высокопроизводительные интерфейсы передачи данных и сетевых периферийных устройств. Эти функции часто необходимы для сетей, телекоммуникаций/передачи данных, беспроводной инфраструктуры , военных и аэрокосмических приложений.
Первоначальное объявление
[ редактировать ]Freescale Semiconductor Inc. (приобретена NXP Semiconductors в конце 2015 года) анонсировала архитектуру сетевой процессорной системы, которая, как утверждается, обеспечивает гибкость и масштабируемость, необходимые OEM-производителям сетевой инфраструктуры для управления рыночными тенденциями подключенных устройств, огромных наборов данных, строгой безопасности и обслуживания в режиме реального времени. и все более непредсказуемые модели сетевого трафика. [3] [4] [5]
Список семейств продуктов Layerscape
[ редактировать ]| Безопасность | ||||||||
| Устройство | Ядра | Частота | PCIe | СерДЕС | ЧАСЫ | Интегрированная ТРЦ Двигатель | ДКЭ/ПМЕ | Двигатель QUICC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LS1012A | 1 х ARM Cortex-A53 | 1,0 ГГц | 1 х Gen2.0 | 3 полосы 6 ГГц | Да | Да | - | - |
| LS1020A | 2 х ARM Cortex-A7 | 1,2 ГГц | 2 x Gen2.0 | 4 полосы 6 ГГц | Да | Да | - | Да |
| LS1021A | 2 х ARM Cortex-A7 | 1,2 ГГц | 2 x Gen2.0 | 4 полосы 6 ГГц | Да | Да | - | Да |
| LS1022A | 2 х ARM Cortex-A7 | 0,6 ГГц | 1 х Gen2.0 | 1 полоса 5 ГГц | Нет | Да | - | - |
| LS1024A | 2 х ARM Cortex-A9 | 1,2 ГГц | 2 x Gen2.0 | 3 полосы 5 ГГц | Да | Да | Да | - |
| LS1028A | 2 х ARM Cortex-A72 | 1,3 ГГц | 2 x Gen2.0 | 4 полосы 10 ГГц | Да | Да | - | - |
| LS1043A | 4 х ARM Cortex-A53 | 1,6 ГГц | 3 x Gen2.0 | 4 полосы 10 ГГц | Да | Да | - | Да |
| ЛА1575 | 2 х ARM Cortex-A53 | 1,4 ГГц | 1 х Gen3.0 | 4 полосы 10 ГГц | Да | Да | - | - |
| LS1046A | 4 процессора ARM Cortex-A72 | 1,8 ГГц | 3x Gen3.0 | 8 полос 10 ГГц | Да | Да | - | - |
| LS1088A | 8 процессоров ARM Cortex-A53 | 1,6 ГГц | 3x Gen3.0 | 4 полосы 10 ГГц | Да | Да | - | Да |
| LX2160A | 16 процессоров ARM Cortex-A72 | 2,2 ГГц | 6x поколения 4.0 | 24 полосы 25 ГГц | Да | Да | 100 Гбит/с | |
Серия P
[ редактировать ]Процессоры QorIQ серии P основаны на ядрах e500 или e5500. Серии P10xx, P2010 и P2020 основаны на ядре e500v2, P204x, P30xx и P40xx — на ядре e500mc, а P50xx — на ядре e5500. Функции включают в себя 32/32 КБ кэша данных/инструкций L1 , 36-битную адресацию физической памяти [добавляется к началу виртуального адреса в контексте процесса, каждый процесс по-прежнему 32-битный], двойной точности блок с плавающей запятой в некоторых ядрах присутствует . (не все), а поддержка виртуализации через уровень гипервизора присутствует в продуктах с e500mc или e5500. Двух- и многоядерные устройства поддерживают как симметричную , так и асимметричную многопроцессорную обработку и могут параллельно запускать несколько операционных систем.
П1
[ редактировать ]Серия P1 специально разработана для шлюзов, коммутаторов Ethernet, точек доступа к беспроводной локальной сети и приложений управления общего назначения. Это платформа начального уровня с диапазоном устройств от 400 до 800 МГц. Он предназначен для замены платформ PowerQUICC II Pro и PowerQUICC III . Чипы включают в себя, среди прочего, встроенные функции, контроллеры Gigabit Ethernet , два контроллера USB 2.0 , механизм безопасности, 32-битный контроллер памяти DDR2 и DDR3 с поддержкой ECC , два четырехканальных контроллера DMA , хост-контроллер SD / MMC и высокоскоростной контроллер. интерфейсы, которые можно настроить как линии SerDes , PCIe и SGMII интерфейсы . Чип упакован в 689-контактный корпус, совместимый по выводам с процессорами семейства P2. [6] [7]
- P1011 — включает одно ядро e500 с частотой 800 МГц, кэш-память L2 объемом 256 КБ , четыре линии SerDes, три контроллера Gbit Ethernet и механизм TDM для устаревших телефонных приложений.
- P1020 — включает в себя два ядра e500 с частотой 800 МГц, общий кэш L2 объемом 256 КБ , четыре линии SerDes, три контроллера Gbit Ethernet и механизм TDM.
П2
[ редактировать ]Серия P2 предназначена для широкого спектра применений на сетевых, телекоммуникационных, военных и промышленных рынках. Он будет доступен в виде специальных высококачественных деталей с допуском на соединение от −40 до 125 °C , что особенно подходит для сложных условий эксплуатации на открытом воздухе. Это платформа среднего уровня с устройствами в диапазоне от 800 МГц до 1,2 ГГц. Он предназначен для замены платформ PowerQUICC II Pro и PowerQUICC III . Чипы включают, среди прочего, встроенный функционал, кэш-память второго уровня объемом 512 КБ, механизм безопасности, три контроллера Gigabit Ethernet , контроллер USB 2.0 , 64-битный контроллер памяти DDR2 и DDR3 с поддержкой ECC , два четырехканальных DMA контроллера , Хост-контроллер SD / MMC и высокоскоростные линии SerDes , которые можно настроить как три интерфейса PCIe , два RapidIO интерфейса и два интерфейса SGMII . Чипы упакованы в 689-контактные корпуса, совместимые по выводам с процессорами семейства P1. [6] [8]
- P2010 – включает одно ядро 1,2 ГГц.
- P2020 — включает два ядра с тактовой частотой 1,2 ГГц и общим кэшем второго уровня.
П3
[ редактировать ]Серия P3 — это сетевая платформа средней производительности, предназначенная для коммутации и маршрутизации . Семейство P3 представляет собой многоядерную платформу с поддержкой до четырех ядер e500mc с частотой до 1,5 ГГц на одном чипе, соединенных когерентной фабрикой CoreNet. Чипы включают в себя, помимо прочего, интегрированные функции, встроенные кэши L3 , контроллер памяти, несколько устройств ввода-вывода, таких как DUART , GPIO и USB 2.0 , механизмы безопасности и шифрования, диспетчер очередей, планирующий встроенные события, и встроенный SerDes. высокоскоростная сеть, настраиваемая как несколько Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet , RapidIO или PCIe. интерфейсов [9]
Процессоры семейства P3 имеют тот же физический корпус, что и P4 и P5, а также обратно совместимы по программному обеспечению. Процессоры P3 оснащены 64-битными контроллерами памяти DDR3 с тактовой частотой 1,3 ГГц, 18 линиями SerDes для работы в сети, аппаратными ускорителями для обработки и планирования пакетов, регулярными выражениями, RAID, безопасностью, криптографией и RapidIO.
Ядра поддерживаются аппаратным гипервизором и могут работать в симметричном или асимметричном режиме. Это означает, что ядра могут запускать и загружать операционные системы вместе или по отдельности, сбрасывая и разделяя ядра и пути данных независимо, не нарушая работу других операционных систем и приложений.
- P2040
- P2041
- P3041 — четыре ядра с тактовой частотой 1,5 ГГц, кэш-память второго уровня 128 КБ на ядро, один 64-битный контроллер DDR3 с тактовой частотой 1,3 ГГц. Изготовлен по 45-нм техпроцессу и имеет мощность 12 Вт.
П4
[ редактировать ]Серия P4 — это высокопроизводительная сетевая платформа, предназначенная для создания магистральных сетей на уровне предприятия , а также коммутации и маршрутизации . Семейство P4 предлагает экстремальную многоядерную платформу с поддержкой до восьми ядер e500mc с частотой до 1,5 ГГц на одном чипе, соединенных когерентной структурой CoreNet. Чипы включают в себя, среди прочего, интегрированные функции, встроенные кэши L3 , контроллеры памяти, несколько устройств ввода-вывода, такие как DUART , GPIO и USB 2.0 , механизмы безопасности и шифрования, диспетчер очередей, планирующий встроенные события, и SerDes на основе чипа. высокоскоростная сеть, настраиваемая как несколько Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet интерфейсов , RapidIO или PCIe.
Ядра поддерживаются аппаратным гипервизором и могут работать в симметричном или асимметричном режиме. Это означает, что ядра могут запускать и загружать операционные системы вместе или по отдельности, сбрасывая и разделяя ядра и пути данных независимо, не нарушая работу других операционных систем и приложений.
- P4080 — включает восемь ядер e500mc, каждое из которых имеет кэши инструкций/данных L1 объемом 32/32 КБ и кэш L2 объемом 128 КБ. Чип имеет два кэша L3 по 1 МБ, каждый из которых подключен к 64-битному контроллеру памяти DDR2/DDR3. Чип содержит модуль безопасности и шифрования, способный анализировать и классифицировать пакеты, а также ускорять шифрование и сопоставление шаблонов регулярных выражений . Чип может быть оснащен восемью гигабитными и двумя 10-гигабитными контроллерами Ethernet, тремя портами PCIe 5 ГГц и двумя интерфейсами RapidIO. Он также имеет различные другие периферийные подключения, такие как два контроллера USB2. Он рассчитан на работу с мощностью ниже 30 Вт на частоте 1,5 ГГц. Процессор производится по 45-нм техпроцессу SOI, а его поставки клиентам начались в августе 2009 года. [10]
Чтобы помочь разработчикам программного обеспечения и проектировщикам систем начать работу с QorIQ P4080, Freescale совместно с Virtutech создали виртуальную платформу для P4080, которую можно будет использовать до появления микросхем для разработки, тестирования и отладки программного обеспечения для чипа. В настоящее время симулятор предназначен только для P4080, а не для других чипов, анонсированных в 2008 году. [11]
Благодаря полному набору сетевых механизмов этот процессор можно использовать в телекоммуникационных системах (LTE eNodeB, EPC, WCDMA, BTS), поэтому Freescale и 6WIND портировали программное обеспечение 6WIND для обработки пакетов на P4080. [12]
П5
[ редактировать ]Серия P5 основана на высокопроизводительном 64-битном ядре e5500 с тактовой частотой до 2,5 ГГц и позволяет использовать многочисленные вспомогательные процессоры приложений, а также многоядерную работу через структуру CoreNet . Процессоры серии P5 имеют один и тот же физический корпус, а также программно обратно совместимы с P3 и P4. Процессоры P5 оснащены 64-битными контроллерами памяти DDR3 с тактовой частотой 1,3 ГГц, 18 линиями SerDes для работы в сети, аппаратными ускорителями для обработки и планирования пакетов, регулярными выражениями, RAID, безопасностью, криптографией и RapidIO.
Представленный в июне 2010 года образцы будут доступны в конце 2010 года, а полное производство ожидается в 2011 году.
Область применения варьируется от высокопроизводительной сетевой инфраструктуры плоскости управления до высокопроизводительных сетей хранения данных и сложных военных и промышленных устройств.
- P5010 — одно ядро e5500 с частотой 2,2 ГГц, кэш-память L3 объемом 1 МБ, один контроллер DDR3 с частотой 1,333 ГГц, изготовленный по 45-нм техпроцессу и работающий в конвертере 30 Вт.
- P5020 — два ядра e5500 с частотой 2,2 ГГц, два кэша L3 по 1 МБ, два контроллера DDR3 с частотой 1,333 ГГц, изготовленные по 45-нм техпроцессу и работающие с мощностью 30 Вт.
- P5021 — два ядра e5500 2,4 ГГц, DDR3/3L 1,6 ГГц. Выборка с марта 2012 г.; производство ожидается в 4К12.
- P5040 — четыре ядра e5500 2,4 ГГц, DDR3/3L 1,6 ГГц. Выборка с марта 2012 г.; производство ожидается в 4К12.
Конвергенция
[ редактировать ]В феврале 2011 года Freescale представила платформу QorIQ Qonverge , которая представляет собой серию комбинированных процессоров CPU и DSP SoC, предназначенных для приложений беспроводной инфраструктуры. [13] В чипах семейства PSC913x используется процессор на базе ядра e500, а DSP StarCore SC3850 будут доступны в 2011 году и производятся по 45-нм техпроцессу, а детали на базе ядра e6500 и CS3900, основанные на 28-нм техпроцессе, будут доступны в 2012 году под названием P4xxx.
Серия AMP
[ редактировать ]Все процессоры QorIQ Advanced Multiprocessing серии AMP основаны на многопоточном 64-разрядном ядре e6500 со встроенными AltiVec SIMD, процессорами за исключением самого младшего семейства T1, в котором используется более старое ядро e5500. Продукты будут варьироваться от одноядерных версий до деталей с 12 ядрами и более с частотами до 2,5 ГГц. Процессы будут разделены на пять классов в зависимости от производительности и функций, получивших названия от T1 до T5, и начиная с 2012 года будут производиться по 28-нм техпроцессу. [14]
Т4
[ редактировать ]В семействе T4 используется 64-битное двухпоточное ядро e6500.
- T4240 – первый анонсированный продукт, включающий двенадцать ядер, три контроллера памяти и различные другие ускорители. [15]
- T4160 - версия T4240 с ограниченными возможностями, имеющая всего восемь ядер, меньше возможностей ввода-вывода и всего два контроллера памяти. [15]
- T4080 - версия T4240 с ограниченными возможностями, имеющая всего четыре ядра, меньше возможностей ввода-вывода и всего два контроллера памяти. [15]
Т2
[ редактировать ]В семействе T2 используется 64-битное двухпоточное ядро e6500.
- T2080 и T2081 – процессоры с четырьмя ядрами, работающие на частоте от 1,5 до 1,8 ГГц. Детали '81 поставляются в меньшем корпусе, с немного другими вариантами ввода-вывода и, следовательно, с меньшим количеством контактов ввода-вывода. [16] T2081 совместим по выводам с более низкими деталями T104x и T102x.
Т1
[ редактировать ]В семействе T1 используется 64-битное однопоточное ядро e5500 с частотой от 1,2 до 1,5 ГГц, 256 КБ кэша L2 на ядро и 256 КБ общего кэша CoreNet L3.
- T1040 — четырехъядерный процессор, четыре порта Gbit Ethernet и 8-портовый коммутатор Ethernet.
- T1042 — четырехъядерный процессор, пять портов Gbit Ethernet, без коммутатора Ethernet.
- T1020 — двухъядерный процессор с четырьмя портами Gbit Ethernet и 8-портовым коммутатором Ethernet.
- T1022 — двухъядерный, пять портов Gbit Ethernet, без коммутатора Ethernet.
Проектирование системы
[ редактировать ]Сети, ИТ и телекоммуникационные системы
[ редактировать ]Продукты QorIQ ставят новые задачи при разработке некоторых плоскостей управления телекоммуникационными системами и их плоскости данных . Например, когда используются 4 или 8 ядер, таких как P4080, чтобы обеспечить обработку миллионов пакетов в секунду, система не масштабируется с помощью обычного программного стека , поскольку большое количество ядер требует другой конструкции системы. [17] Чтобы восстановить простоту и при этом получить высочайший уровень производительности, телекоммуникационные системы основаны на разделении ядер. Некоторые ядра используются для плоскости управления, а некоторые другие — для перепроектированной плоскости данных на основе быстрого пути.
Freescale заключила партнерское соглашение с сетевой компанией 6WIND, чтобы предоставить разработчикам программного обеспечения высокопроизводительное коммерческое решение для обработки пакетов для платформы QorIQ. [18]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Freescale использует ядра ARM в линейке QorIQ
- ^ «Ноябрь 2012 г.: Layercape — новое семейное встраиваемое решение» (PDF) . Проверено 24 августа 2023 г.
- ^ Хогг, Скотт. «6 тенденций в области сетей и безопасности, которых можно ожидать в 2017 году» . Сетевой мир . Проверено 23 апреля 2018 г.
- ^ Ньюман, Дэниел. «8 главных тенденций Интернета вещей в 2018 году» . Форбс . Проверено 23 апреля 2018 г.
- ^ Д. Мистри, П. Моди, К. Декуле, А. Патель, Х. Патки и О. Абузагле, «Измерение и анализ сетевого трафика», Конференция IEEE по системам, приложениям и технологиям Лонг-Айленда (LISAT) , 2016 г., Фармингдейл, Нью-Йорк , 2016, стр. 1–7.
- ^ Перейти обратно: а б «Новости» . www.businesswire.com .
- ^ «Одно- и двухъядерные коммуникационные процессоры серии P1 – Freescale.com» (PDF) . Проверено 24 августа 2023 г.
- ^ «Одно- и двухъядерные коммуникационные процессоры серии P2 – Freescale.com» (PDF) . Проверено 24 августа 2023 г.
- ^ «Официальный сайт NXP® Semiconductors | Главная страница» (PDF) .
- ^ «Многоядерный процессор P4080 серии P4 – Freescale.com» (PDF) . Проверено 24 августа 2023 г.
- ^ «Страница Virtutech о поддержке моделирования P4080» . Проверено 24 августа 2023 г.
- ^ «6WIND — виртуализированное сетевое программное обеспечение на облачной архитектуре» . 6ВЕТР .
- ^ «Freescale представляет первое в отрасли семейство процессоров для многорежимных беспроводных базовых станций, которое масштабируется от малых до больших ячеек» . www.businesswire.com . 14 февраля 2011 г.
- ^ «Freescale Drives внедряет инновации в области встроенных многоядерных процессоров с помощью новой серии QorIQ Advanced Multiprocessing» . Свободный масштаб . 21 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 17 июля 2012 г. Проверено 12 июля 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б с T4240: QorIQ T Series T4240/T4160 24/16 коммуникационные процессоры с виртуальным ядром
- ^ T2080: QorIQ T Series T2080/T2081 с восемью коммуникационными процессорами виртуального ядра
- ^ «обычный стек программного обеспечения» . Архивировано из оригинала 12 ноября 2012 г. Проверено 23 октября 2009 г.
- ^ Программное обеспечение 6WIND обеспечивает 10-кратное повышение производительности при более низком энергопотреблении для систем на базе Freescale QorIQ P4080 6wind.com
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Веб-сайт NXP Semiconductors QorIQ
- EE Times, Процессоры NXP обеспечивают поддержку Интернета вещей и сетей
- Миграция процессоров PowerQUICC® III на платформы QorIQ™
- Коммуникационные MPU QorIQ, изготовленные по 45-нм техпроцессу, имеют два ядра и малое энергопотребление – ElectronicProducts.com
- MontaVista предоставляет первую бесплатную оценку коммерческого Linux для многоядерного процессора Freescale QorIQ P4080 – Money.AOL.com