解读TI的KeyStone II云技术应用 技术

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最近，德州仪器（TI）公司推出6款最新KeyStone II多核SoC，助力云应用。TI公司多核DSP中国市场开发经理蒋亚坚先生向媒体讲解了这6款KeyStone II新产品的特点与目标应用。


目前“云”的概念非常流行。云技术对TI这样的芯片制造商提出了更多要求，如芯片的性能、可扩展性、网络功耗等方面都需要做出更多的创新，用不一样的特色来满足各种各样云的需求。TI的新品主要针对三个应用方向：辅助通用服务器、增强企业及工业应用和升级能效网络。

KeyStoneII多核架构

KeyStone是TI 的DSP多核处理器的结构。这次推出的是六款KeyStone II芯片是业界第一个把Cortex-A15、多核DSP、安全处理器、数据包的协处理器以及高性能、高速以太网处理器全部集成到同一个SoC芯片里的产品。此次的产品是基于28纳米的工艺技术（上一代是40纳米工艺的产品）。六款不同芯片里处理器核的数目从2—12个核不等，包括DSP和ARM A15，根据不同的需求可以做出不同的选择。速度范围是从800MHz到1.4GHz，功耗从6W-13W。




KeyStone II是TI屡获殊荣的多核处理器结构，是个模块化设计。从KeyStone一代开始，后面很多多核处理器都是基于模块化的设计结构，也给用户带来很好的优势，比如它不但集成了多核DSP，还集成了ARM-A15。里面有一个共享多核的内存控制器，这也是一个模块，每个KeyStone都会包含一个这样的模块。还有一个AccelerationPac加速模块，这个加速模块会根据不同的应用进行不同的选择，有的芯片里会放安全处理器，有的芯片里增加无线电通信协处理器，其他型号里会包含数据包协处理器，根据不同的应用增加或减少协处理器的数目或种类。

I/O也是非常重要的一个方面，会根据不同的应用需求包含不同的I/O，比如Switch与I/O主要是做片间互联的，还有像GE、空口等接口都会包含在这些模块里，还包含其他通用的一些接口，在TI的DSP平台上我们一直都会做这样的接口。特别是以太网交换，SoC里集成了非常高速的10G以太网交换的协处理器，多核导航和TaraNet，相当于是内部多核管理模块和内部总线，整个是一个KeyStone的一种模块化的结构。

专用服务器

专用服务器和通用的服务器稍稍有差别。专用服务器是面向特定应用的一些服务器，它对计算能力的要求会特别高，这时候KeyStone II就给多核DSP和DSP ARM提供一个很好的机会来应用这个产品。比如在高性能运算、媒体处理、视频处理，尤其现在不断更新的视频标准，还有游戏、虚拟桌面以及其它行业应用如雷达等等，这些应用对计算的要求非常高，要求提供非常强大的计算能力、一定的管理能力以及CPU比较擅长的能力。所以在这个应用里4个 ARM A15加上8个C66x的芯片，型号为66AK2H12，12指的是4个ARM加上8个DSP核。

这样的芯片可以提供352GMAC定点处理能力、198.4或200GFLOP浮点处理能力以及19600整数运算DMIPS。与它类似的一个子集66AK2H06，只是ARM的数目从4个变成了2个，DSP数目从8个变成了4个，其他所有外设包括电源管理、系统控制、接口、memory控制器等等都是与66AK2H12一样的。实际上，这是缩简的版本，方便客户，根据不同的应用需求可以多一个更好的选择。

总的来看，在专业服务器应用领域，多核DSP+多核ARM产品优势在于，应用里会同时需要高密度的数据运算和高性能RISC指令运算，这就非常适合用TI 66AK2H12的高性能DSP。





企业和工业应用

企业和工业应用是TI非常关注的领域。这款芯片和66AK2H12/ 66AK2H06相比差异比较大。这款芯片66AK2E05有4个ARM A15，只有一个C66x的多核DSP，同时其它方面也有一些小小的变化，DDR控制器以及多核共享存储控制器也会有调整，面向不同的应用，根据应用特点做了一些调整。最开始KeyStone II旁边提到有无线加速器，这边就看不到无线加速模块。

芯片性能是1.4GHz ARM A15、89.6GMAC、67.2GFLOP和19600个DMIPS。除此之外还提供一个缩简版，就是单核 ARM 加上单核C66，型号是66AK2E02，02指的是处理器里核的数目。同样E05就是4+1个核数目，这是整个面向工业和企业类的应用，这样的应用特点里会同时要求有管理的性能，有可编程性，适当的DSP处理能力等等。




绿色能效网络处理

绿色能效网络对TI DSP部门来讲这是比较新的领域，面向的主要方面是云基础结构。很多设备里都会用到网络控制面板；路由器、交换机、无线传输、无线核心网络、工业传感器网络、电力传感网络等网络应用，对CPU处理能力有很高的需求。TI针对这样的需求推出了多核ARM处理器。除了多核ARM之外还增加了安全协处理器以及包协处理器，这样的加速模块本来CPU做的事情可以转换到协处理器里来。A15可跑到1.4GHz上，4个ARM  A15核达到44.8GMAC和44.8GFLOP浮点运算能力、19600整数运算DMIPS处理能力。除了4个ARM A15处理器之外TI还会推出1个双核A15处理器。




产品优势

TI用的多核ARM完全是标准ARM A15的产品，这意味着ARM所有的生态系统完全兼容，ARM的软件、设计以及社区都可以复用。
此外，KeyStone II是TI 多核处理器的结构，芯片内的互联带宽提高了一倍，速度提高了一倍，这和其他厂商的不太一样，数据通道也是把ARM的128位扩展到了256位，接口时钟速率我们也提高了一倍，在利用多核ARM的时候可以发挥每个ARM的性能。

存储控制器也是TI的一个非常有特色的片内模块，也是因为这样的模块才可以更好地管理内存以及外部存储器接口，这是很好的模块，提供高速、低延时的访问路径，能够完全发挥出每个多核CPU的性能。同时集成了1—10G的以太网交换芯片，以太网交换模块也被集成到SoC上，从网络上过来的多路网络信号可以直接在SoC里进行相应的交换处理，可以不需要外置的网络转换。

软件开发方面，TI给用户提供了很好的支持，比如很好的CCS的集成环境、C/C++的编程环境、支持Open MP多核编程、Open CL、Linux、DSP/BIOS等实时系统、物美价廉的开发套件以及基于ARM的生态系统、TI很好的设计网络以及设计社区等等，能够帮助用户很快地熟悉和上手。

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