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ARM首款64位Cortex-R82实时处理器

  Arm以其在移动设备中的Cortex系列处理器而闻名,然而主流Cortex-A系列CPU并不是该公司唯一获取的CPU,Arm还提供了用作高性能实时应用于的Cortex-R系列 "实时 "处理器。上一次我们谈及Cortex-R产品是在2016年公布的R8。当时,该公司明确提出R8将广泛用作调制解调器子系统内部的5G相连解决方案。

  R系列的另众多市场是存储解决方案,Cortex-R处理器作为主要的处理元件被用于HDD和SSD控制器。

  今天,Arm公司发售了全新的Cortex-R82,代表了该公司首款64位Armv8-R架构处理器IP,这意味著它是该公司首款64位实时处理器,从而扩展了R系列的产品组合。

  到目前为止,上一代R处理器都是基于前代Armv7-R或ArmV8-R的32位架构,比如Cortex-R52。多年来,这对于部署这些处理器的用例来说还是不俗的,也充足了。然而,在现代产品中,我们看到更大内存传输速率的设计显得必要。例如,现代固态硬盘在其控制器上经常使用高达2GB的DRAM内存,这接近于R8 CPU的32位4GB内存传输速率容许。

  在实时应用于方面,Cortex-R82与Cortex-R系列相同,但它是首款支持64位的Cortex-R,同时针对实时性和数据处理的市场需求,方向略有不同。Cortex-R的明确应用之一是用于计算出来存储(如下图)。

  

  所谓“计算出来存储”是一种新的发展趋势,其本质是将一部分数据处理的任务必要放到存储层进行,最简单的形态就是自带处理器的SSD。计算出来存储因为可以减少主处理器对数据的调用,所以在进行极大数据量计算出来的时候可以提升整体速度并减少延迟。之前这一概念明确提出的时候,有公司将ARM Cortex-A53处理器构建到NVMe SSD的控制器里,来构建过非常简单的现场数据处理。

  

  

  而ARM新的发售的Cortex-R82处理器就是面向这一应用于场景设计的。ARM回应,目前有大于85%的硬盘控制器和SSD控制器都是基于ARM架构打造的,因此自己在这方面有先天的优势。

  R82处理器可以运营Linux,视工作负载不同,性能比之前的产品(R8)最多可提高2倍。因此配备R82处理器的存储器可以直接展开机器学习,相比传统解决方案可以大幅度降低延迟。另外R82还反对最多1TB DRAM,或是ARM Neon技术以符合高端计算出来存储数据处理之需要。R82处理器同时还带来了更优化的存储器管理单元,因此一些操作系统可以必要在存储器上运行。

  从架构和微架构方面来看,这里一个重要的追加功能是可选择重新加入用作SIMD处置的NEON单元,还包括新的点产品指令。这将使处理器本身具备更高性能的并行处理计算能力,使SSD控制器设计者等客户的设计更具灵活性。

  微架构的另众多变化是加入了MMU,这使得Cortex-82实际上可以作为Linux等丰富操作系统的通用CPU。如果处理器可以自己运营自己的操作系统,这对于-R系列未来的目标市场可能性来说,其实是一个相当大的变化。Arm的产品介绍主要集中于在存储控制器上,既能像现在这样运营实时工作负载,又能加入非常丰富的操作系统,以实现更简单的算法和更高层次的应用,而这些在裸机和实时操作系统上是不太可行的。

  随着存储市场的发展,我们看见合作伙伴明确提出的仅次于拒绝之一就是灵活性。Cortex-R82处理器的新特性让合作伙伴有可能设计出有多达8个内核的多核实现,并根据软件中的外部市场需求调整存储控制器上运营的工作负载类型。例如,停车场会经常使用视频监控来辨识车牌信息,而这些车牌信息以后会被用作计费。

  白天,车辆登记车牌数据会被搜集,这意味著大部分核心被用作密集存储。到了晚上,这些核心将用于处置计费数据,并将调整展开所需的数据分析和机器学习。随着存储控制器越来越多样化,以应对不同的市场和功能,Cortex-R82提供的架构可以获取这种极度的灵活性。

  来源:EETOP