QorIQ - QorIQ

МОЩНОСТЬ, PowerPC, и Питание ISA архитектуры
NXP (ранее Freescale и Motorola)
IBM
  • RS64 серии (1996)
IBM / Nintendo
Другой
Ссылки по теме
Отменено серым цветом, исторический курсивом
Процессор P4080 QorIQ Freescale Semiconductor

QorIQ /ˈkɔːrаɪkju/ это бренд РУКА на основе и Питание ISA -основные коммуникации микропроцессоры из Полупроводники NXP (ранее Freescale ). Это эволюционный шаг от PowerQUICC платформу, и первоначальные продукты были построены на основе одного или нескольких e500mc ядра и представлены на пяти различных платформах продукта: P1, P2, P3, P4 и P5, сегментированных по производительности и функциональности. Платформа поддерживает совместимость программного обеспечения со старыми PowerPC такие продукты, как платформа PowerQUICC. В 2012 году Freescale объявила РУКА на основе предложений QorIQ, начиная с 2013 года.[1]

Бренд QorIQ и семейства продуктов P1, P2 и P4 были объявлены в июне 2008 года. Подробная информация о продуктах P3 и P5 была объявлена ​​в 2010 году.

Процессоры QorIQ серии P производились на 45 нм процесс изготовления и был доступен в конце 2008 года (P1 и P2), середине 2009 года (P4) и 2010 (P5).

Серия QorIQ T основана на 28 нм процесс и выдвигает очень агрессивную цель диапазона мощности, ограничивая 30 W. Они используют ядро ​​e6500 с AltiVec и, как ожидается, будут доставлены в 2013 году.

Семейства QorIQ LS-1 и LS-2 - это процессоры на базе ARM, использующие Cortex A7, Cortex A9, A15, A53 и A72 ядра на ЭТО агностическая архитектура Layerscape. Они доступны с 2013 года и предназначены для сетевых приложений низкого и среднего уровня, а также для приложений беспроводной инфраструктуры.[1]

Layerscape

Архитектура Layerscape (LS) представляет собой последнее развитие семейства QorIQ, поскольку функции, ранее предоставляемые DPAA (например, сжатие), могут быть реализованы в программном или аппаратном обеспечении, в зависимости от конкретного чипа, но прозрачны для прикладных программистов. LS-1 и LS-2 заявлены к использованию Cortex A7, A9, A15, A53 и A72 ядра.[1]

Первоначальная серия LS-1 не включает в себя какой-либо уровень ускоренной обработки пакетов, ориентированный на типичное энергопотребление менее 3 Вт с использованием двух Cortex A7 с предоставлением ECC для кэшей и DDR3 / 4 со скоростью от 1000 до 1600 МТ / с, двумя контроллерами PCI Express в режиме x1 / x2 / x4, SD / MMC, SATA 1/2/3, USB 2/3 со встроенным PHY и виртуализацией Контроллеры eTSEC 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 - это количество ядер; последняя цифра обозначает модели, причем в большинстве, но не во всех случаях, более высокая цифра означает большую производительность. «A» в конце обозначает процессор Arm. LX обозначает 16 нм FinFET поколение.

Семейство LS1 построено на архитектуре Layerscape и представляет собой программируемый движок плоскости данных. сетевая архитектура. Семейства процессоров LS1 и LS2 предлагают передовые высокопроизводительные путь к данным и сетевые периферийные интерфейсы. Эти функции часто требуются для сетей, телекоммуникаций / передачи данных, беспроводная инфраструктура, военное и аэрокосмическое применение.


Первоначальное объявление

Freescale Semiconductor Inc. (приобретенная NXP Semiconductors в конце 2015 года) анонсировала архитектуру сетевой процессорной системы, которая, как утверждается, обеспечивает гибкость и масштабируемость, необходимые OEM-производителям сетевой инфраструктуры для обработки рыночных тенденций подключенных устройств, массивных наборов данных, строгой безопасности и обслуживания в реальном времени и все более непредсказуемые модели сетевого трафика.[3][4][5]

Список семейств продуктов Layerscape

Безопасность
УстройствоЯдраЧастотаPCIeСЕРДЕСSATAИнтегрированный SEC

Двигатель

DCE / PMEQUICC Engine
LS1012A1 х ARM Cortex-A531.0 ГГц1 х Gen2.03 полосы 6 ГГцдада--
LS1020A2 ядра ARM Cortex-A71,2 ГГц2 порта Gen2.04 полосы 6 ГГцдада-да
LS1021A2 ядра ARM Cortex-A71,2 ГГц2 порта Gen2.04 полосы 6 ГГцдада-да
LS1022A2 ядра ARM Cortex-A70,6 ГГц1 х Gen2.01 полоса 5 ГГцНетда--
LS1024A2 ядра ARM Cortex-A91,2 ГГц2 порта Gen2.03 полосы 5 ГГцдадада-
LS1028A2 ядра ARM Cortex-A721,3 ГГц2 порта Gen2.04 полосы 10 ГГцдада--
LS1043A4 ядра ARM Cortex-A531,6 ГГц3 порта Gen2.04 полосы 10 ГГцдада-да
LA15752 ядра ARM Cortex-A531,4 ГГц1 х Gen3.04 полосы 10 ГГцдада--
LS1046A4 ядра ARM Cortex-A721,8 ГГц3 порта Gen3.08 полос 10 ГГцдада--
LS1088A8 x ARM Cortex-A531,6 ГГц3 порта Gen3.04 полосы 10 ГГцдада-да
LX2160A16 x ARM Cortex-A722,2 ГГц6x поколения 4.024 полосы 25 ГГцдада100 Гбит / с

Серия P

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 и P50xx на ядре e5500. Возможности включают 32/32 кБ данные / инструкция Кэш L1, 36-битная адресация физической памяти [добавляется в верхнюю часть виртуального адреса в контексте процесса, каждый процесс по-прежнему 32-битный], двойная точность блок с плавающей запятой присутствует на некоторых ядрах (не на всех) и поддерживает виртуализация через гипервизор Layer присутствует в продуктах с e500mc или e5500. Двухъядерные и многоядерные устройства поддерживают как симметричный и асимметричный многопроцессорность, и может запускать несколько операционных систем параллельно.

P1

В Серия P1 предназначен для шлюзов, коммутаторов Ethernet, точек доступа к беспроводной локальной сети и приложений управления общего назначения. Это платформа начального уровня, диапазон устройств от 400 до 800 МГц. Он предназначен для замены PowerQUICC II Pro и PowerQUICC III платформы. Чипы включают, среди прочего, интегрированные функции, Гигабитный Ethernet контроллеры, два USB 2.0 контроллеры, механизм безопасности, 32-битный DDR2 и DDR3 контроллер памяти с ECC поддержка, двойная четырехканальная DMA контроллеры, SD /MMC хост-контроллер и высокоскоростные интерфейсы, которые можно настроить как СерДес переулки PCIe и SGMII интерфейсы. Чип упакован в 689-контактные корпуса, которые совместимы по выводам с процессорами семейства P2.[6][7]

  • P1011 - Включает одно ядро ​​e500 800 МГц, 256 КБ Кэш L2, четыре полосы SerDes, три контроллера Gbit Ethernet и Двигатель TDM для устаревших телефонных приложений.
  • P1020 - включает в себя два ядра e500 800 МГц, общее 256 КБ Кэш L2, четыре полосы SerDes, три контроллера Gbit Ethernet и механизм TDM.

P2

В Серия P2 разработан для широкого спектра приложений на сетевых, телекоммуникационных, военных и промышленных рынках. Он будет доступен в специальных высококачественных деталях с допусками на стыки от −40 до 125. ° C, особенно подходит для сложных условий на открытом воздухе. Это платформа среднего уровня с устройствами в диапазоне от 800 МГц до 1,2 ГГц. Он предназначен для замены PowerQUICC II Pro и PowerQUICC III платформы. Микросхемы включают, помимо других интегрированных функций, кэш L2 объемом 512 КБ, механизм безопасности, три Гигабитный Ethernet контроллеры, USB 2.0 контроллер, 64-битный DDR2 и DDR3 контроллер памяти с ECC поддержка, двойная четырехканальная DMA контроллеры, SD /MMC хост-контроллер и высокая скорость СерДес полосы, которые можно настроить как три PCIe интерфейсов, два RapidIO интерфейсы и два SGMII интерфейсы. Чипы упакованы в корпуса с 689 выводами, которые совместимы по выводам с процессорами семейства P1.[6][8]

  • P2010 - Включает одно ядро ​​1,2 ГГц
  • P2020 - Включает два ядра 1,2 ГГц с общей кэш-памятью L2

P3

В Серия P3 это сетевая платформа средней производительности, предназначенная для переключение и маршрутизация. Семейство P3 предлагает многоядерную платформу с поддержкой до четырех e500mc ядра на частотах до 1,5 ГГц на одном кристалле, соединенные структурой когерентности CoreNet. Чипы включают, среди прочего, интегрированные функции, интегрированные Кеши L3, контроллер памяти, несколько устройств ввода-вывода, таких как ДУАРТ, GPIO и USB 2.0, механизмы безопасности и шифрования, диспетчер очередей, планирующий события на кристалле, и SerDes на основе высокоскоростной сети на кристалле, настраиваемой как несколько Gigabit Ethernet, 10 Гбит Ethernet, RapidIO или PCIe интерфейсы.[9]

Процессоры семейства P3 имеют тот же физический корпус, что и P4 и P5, и обратно совместимы с ними по программному обеспечению. Процессоры P3 имеют 64-битные контроллеры памяти DDR3 1,3 ГГц, 18 линий SerDes для работы в сети, аппаратные ускорители для обработки и планирования пакетов, регулярные выражения, RAID, безопасность, криптографию и RapidIO.

Ядра поддерживаются аппаратным гипервизором и могут работать в симметричном или асимметричном режиме, что означает, что ядра могут запускать и загружать операционные системы вместе или по отдельности, сбрасывая и разделяя ядра и пути данных независимо, не мешая другим операционным системам и приложениям.

  • P2040
  • P2041
  • P3041 - Четыре ядра с частотой 1,5 ГГц, кэш L2 128 КБ на каждое ядро, один 64-разрядный контроллер DDR3 с частотой 1,3 ГГц. Изготовлен по 45-нм техпроцессу с мощностью 12 Вт.

P4

В Серия P4 это высокопроизводительная сетевая платформа, предназначенная для магистральная сеть и на уровне предприятия переключение и маршрутизация. Семейство P4 предлагает экстремальную многоядерную платформу с поддержкой до восьми e500mc ядра на частотах до 1,5 ГГц на одном кристалле, соединенные структурой когерентности CoreNet. Чипы включают, среди прочего, интегрированную функциональность, интегрированную Кеши L3, контроллеры памяти, несколько устройств ввода-вывода, таких как ДУАРТ, GPIO и USB 2.0, механизмы безопасности и шифрования, диспетчер очередей, планирующий события на кристалле, и SerDes на основе высокоскоростной сети на кристалле, настраиваемой как несколько Gigabit Ethernet, 10 Гбит Ethernet, RapidIO или PCIe интерфейсы.

Ядра поддерживаются аппаратным гипервизором и могут работать в симметричном или асимметричном режиме, что означает, что ядра могут запускать и загружать операционные системы вместе или по отдельности, сбрасывая и разделяя ядра и пути данных независимо, не мешая другим операционным системам и приложениям.

  • P4080 - Включает восемь ядер e500mc, каждое с кэшем L1 инструкций / данных 32/32 Кбайт и кэшем L2 128 Кбайт. Чип имеет два кэша L3 объемом 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 регулярное выражение сопоставление с образцом. Чип может быть сконфигурирован с использованием до восьми гигабитных и двух 10-гигабитных контроллеров Ethernet, трех портов PCIe 5 ГГц и двух интерфейсов RapidIO. Он также имеет различные другие периферийные устройства, такие как два контроллера USB2. Он предназначен для работы при мощности ниже 30 Вт на частоте 1,5 ГГц. Процессор изготовлен по 45-нм техпроцессу SOI, и его образцы начали поступать клиентам в августе 2009 года.[10]

Чтобы помочь разработчикам программного обеспечения и разработчикам систем начать работу с QorIQ P4080, Freescale работал с Virtutech создать виртуальная платформа для P4080, который можно использовать до появления микросхемы для разработки, тестирования и отладки программного обеспечения для микросхемы. 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 может использоваться в телекоммуникационных системах (LTE eNodeB, EPC, WCDMA, BTS), поэтому Freescale и 6WIND перенесла программное обеспечение обработки пакетов 6WIND на P4080.[12][13]

P5

В P5 серия основан на высокой производительности 64-битный e5500 с масштабированием ядра до 2,5 ГГц и возможностью использования множества вспомогательных процессоров приложений, а также многоядерной работы через CoreNet ткань. Процессоры серии P5 имеют один и тот же физический корпус, а также имеют обратную совместимость по программному обеспечению с P3 и P4. Процессоры P5 имеют 64-разрядные контроллеры памяти DDR3 1,3 ГГц, 18 линий SerDes для работы в сети, аппаратные ускорители для обработки и планирования пакетов, регулярные выражения, RAID, безопасность, криптографию и RapidIO.

Представленные в июне 2010 г. образцы будут доступны в конце 2010 г., а полное производство ожидается в 2011 г.

Приложения варьируются от высокопроизводительной сетевой инфраструктуры уровня управления до высокопроизводительных сетей хранения данных и сложных военных и промышленных устройств.

  • P5010 - Одно ядро ​​e5500 2,2 ГГц, кэш L3 1 МБ, один контроллер DDR3 1,333 ГГц, изготовленный по 45-нм техпроцессу и работающий с мощностью 30 Вт.
  • P5020 - Два ядра e5500 2,2 ГГц, два кэша L3 по 1 МБ, два контроллера DDR3 1,333 ГГц, изготовленные по 45-нм техпроцессу и работающие с мощностью 30 Вт.
  • P5021 - Два ядра e5500 2,4 ГГц, 1,6 ГГц DDR3 / 3L. Отбор проб с марта 2012 г .; производство ожидается в 4К12.
  • P5040 - Четыре ядра e5500 2,4 ГГц, 1,6 ГГц DDR3 / 3L. Отбор проб с марта 2012 г .; производство ожидается в 4К12.

Qonverge

В феврале 2011 года Freescale представила QorIQ Qonverge платформа, которая представляет собой серию комбинированных ЦП и DSP Процессоры SoC, предназначенные для приложений беспроводной инфраструктуры.[14] В чипах семейства PSC913x используется ЦП на базе ядра e500, а в 2011 году будут доступны DSP StarCore SC3850, которые производятся по 45-нм техпроцессу, а 28-нм компоненты на основе e6500 и CS3900 будут доступны в 2012 году под названием P4xxx.

Серия AMP

Расширенная многопроцессорная обработка QorIQ, Серия AMP, все процессоры основаны на многопоточном 64-битном e6500 ядро со встроенным AltiVec SIMD процессоров, за исключением самого младшего семейства T1, в котором используется старое ядро ​​e5500. Продукция будет варьироваться от одноядерных версий до деталей с 12 ядрами и более с частотами вплоть до 2,5 ГГц. Процессы будут разделены на пять классов в соответствии с производительностью и функциями, с названиями от T1 до T5, и будут производиться по 28-нм техпроцессу, начиная с 2012 года.[15]

Т4

В семействе T4 используется 64-битное двухпоточное ядро ​​e6500.

  • T4240 - Первый анонсированный продукт включает в себя двенадцать ядер, три контроллера памяти и различные другие ускорители.[16]
  • T4160 - Уменьшенная версия T4240 с восемью ядрами, меньшим количеством опций ввода-вывода и всего двумя контроллерами памяти.[16]
  • T4080 - Уменьшенная версия T4240 с четырьмя ядрами, меньшим количеством опций ввода-вывода и всего двумя контроллерами памяти.[16]

Т2

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, немного другие варианты ввода / вывода и, следовательно, меньше контактов ввода / вывода.[17] T2081 совместим по выводам с деталями нижнего конца T104x и T102x.

Т1

Семейство T1 использует 64-битное однопоточное ядро ​​e5500 с частотой от 1,2 до 1,5 ГГц с 256 КБ кэш-памяти L2 на ядро ​​и 256 КБ общей кэш-памяти 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, четыре порта Gbit Ethernet и 8-портовый коммутатор Ethernet
  • T1022 - Двухъядерный, пять портов Gbit Ethernet, без коммутатора Ethernet.

Системный дизайн

Сети, IT и телекоммуникационные системы

Продукты QorIQ порождают некоторые новые задачи, связанные с проектированием некоторых плоскостей управления телекоммуникационными системами и их плоскость данных. Например, когда используются 4 или 8 ядер, такие как P4080, для достижения миллионов обработки пакетов в секунду, система не масштабируется с обычный программный стек потому что такое количество ядер требует разной конструкции системы.[18] 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 используются для перепроектирования плоскость данных на основе быстрого пути.

Freescale стал партнером сетевой компании 6ВЕТЕР предоставить разработчикам программного обеспечения высокопроизводительное коммерческое решение для обработки пакетов для платформы QorIQ.[19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Freescale использует ядра ARM в линейке QorIQ
  2. ^ Ноябрь 2012 г .: Layercape - новое встроенное семейное решение
  3. ^ Хогг, Скотт. «6 тенденций в области сетей и безопасности, которых можно ожидать в 2017 году». Сетевой мир. Получено 2018-04-23.
  4. ^ Ньюман, Дэниел. «8 основных тенденций в области Интернета вещей на 2018 год». Forbes. Получено 2018-04-23.
  5. ^ Д. Мистри, П. Моди, К. Деокуле, А. Патель, Х. Патки и О. Абузаглех, "Измерение и анализ сетевого трафика". Конференция по системам, приложениям и технологиям IEEE на Лонг-Айленде (LISAT), 2016 г., Фармингдейл, Нью-Йорк, 2016 г., стр. 1–7.
  6. ^ а б Freescale анонсирует серию энергоэффективных устройств с совместимыми выводами в новых коммуникационных платформах QorIQ - businesswire.com
  7. ^ Одно- и двухъядерные коммуникационные процессоры серии P1 - Freescale.com
  8. ^ Одно- и двухъядерные коммуникационные процессоры серии P2 - Freescale.com[постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ http://cache.freescale.com/files/32bit/doc/fact_sheet/QP3041FS.pdf?fpsp=1&WT_TYPE=Fact%20Sheets&WT_VENDOR=FREESCALE&WT_FILE_FORMAT=pdf&WT_ASSET=Documentation
  10. ^ Многоядерный процессор P4 Series P4080 - Freescale.com
  11. ^ Страница Virtutech о поддержке моделирования P4080
  12. ^ 6ВЕТЕР
  13. ^ Программное обеспечение 6WIND для обработки пакетов
  14. ^ Freescale представляет первое в отрасли семейство процессоров для многомодовых беспроводных базовых станций, которое масштабируется от малых до больших сот, Businesswire.com
  15. ^ «Freescale развивает инновации в области встроенных многоядерных процессоров с помощью новой серии усовершенствованных многопроцессорных систем QorIQ». Freescale. 2011-06-21. Архивировано из оригинал на 2012-07-17. Получено 2011-07-12.
  16. ^ а б c T4240: Коммуникационные процессоры виртуальных ядер QorIQ T Series T4240 / T4160 24/16
  17. ^ T2080: Восемь процессоров связи с виртуальным ядром QorIQ T Series T2080 / T2081
  18. ^ "обычный программный стек". Архивировано из оригинал на 2012-11-12. Получено 2009-10-23.
  19. ^ http://www.6wind.com/wp-content/uploads/PDF/press/2010/6WIND_Software_Provides_10x_the_Performance.pdf

внешняя ссылка