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today&tomorrow

What's New in DesignWare IP?

2017 Aug Summer vol.107

次世代SSDに適したコンフィギュレーション/拡張可能な32ビットRISCプロセッサ

シノプシス シニア・プロダクト・マーケティング・マネージャー Mike Thompson

シノプシス CAE Martyn Bronziet

コンフィギュレーション可能なプロセッサ

ユーザー・コンフィギュレーション可能なプロセッサは柔軟性が非常に高く、性能、シリコン面積、消費電力のバランスを考慮しながら設計者がきめ細かいトレードオフを実行できます。RISCプロセッサIPのコンフィギュレーションの自由度は、IPベンダによりさまざまです。たとえば基本的なプロセッサ機能にDSP機能、浮動小数点アクセラレーション、除算命令を追加するなどして命令セットをカスタマイズできるプロセッサもあれば、コンテキスト・スイッチ・アクセラレーション、割り込み機能、レジスタ・ファイル・サイズ、内部メモリー構成、バス・インターフェイス特性などのアーキテクチャ・コンポーネントをコンフィギュレーションによって追加/変更してインプリメンテーションを設計者が細かく調整できるものもあります。コンフィギュレーションの自由度が高いほど、プロセッサを目的のアプリケーションに合わせて柔軟に最適化できます。このことは、最小限の消費電力で最大限の性能が求められるSSDでは特に大きな優位性となります。

ユーザー定義によるカスタム拡張

プロプライエタリなハードウェアをカスタム命令の形で追加できるプロセッサなら、SSD設計の柔軟性は更に向上します。ユーザーが定義した機能でプロセッサ・パイプラインを拡張することにより、性能向上と消費電力削減の可能性が大きく開けます。データパス幅が広く、1つの命令を複数のデータ要素に対して実行するようなアプリケーションでは、ユーザー定義命令を追加できるプロセッサによって性能が飛躍的に向上します。また、外部スティミュラスに基づいてプログラム・フローを頻繁に変更するようなアプリケーションでも大きな効果が期待できます。

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図1:カスタマイズ可能なプロセッサのALUを拡張

ユーザー拡張可能なプロセッサなら、SSDコントローラで一般に使用されるアルゴリズムを最適化できます。たとえば赤黒木の操作では比較とインデックス操作を多用します。専用の命令、条件フラグ、レジスタによるカスタム拡張を行うと、ツリー全体の検索などの処理に必要なサイクル数を50%削減できるなど、シリコン面積のわずかな増大だけで飛躍的な性能向上または消費電力削減が可能なことが実証されています。

コンフィギュレーションと拡張が可能なDesignWare ARCプロセッサ

ストレージ・ソリューションには性能、消費電力、面積の要件に応じてカスタマイズできる柔軟なコントローラが求められます。SSDコントローラを実装する方法はいくつかありますが、ほとんどのアプローチは欠点が大きく、期待した結果が得られません。ストレージ機器の設計には、消費電力を最小限に抑えて性能目標を効率よく達成できるソリューションが必要です。シノプシスのDesignWare® ARC®プロセッサはコンフィギュレーションと拡張が可能なため、SSDアプリケーションで求められる高い性能と効率が得られます。DesignWare ARCプロセッサをご利用いただくことで、優れた適応性、拡張性、カスタマイズ性を備え、あらゆるSSDアプリケーションの要件に対して最適な性能を発揮する最先端のSSDデザインが実現します。

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