作為目前市場(chǎng)主流處理器內(nèi)核之一，Power架構(gòu)以強(qiáng)大的運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理能力而在通信設(shè)備及計(jì)算機(jī)服務(wù)器領(lǐng)域占據(jù)重要地位，實(shí)際上它在包括消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)以及醫(yī)療等多個(gè)市場(chǎng)也有不俗的表現(xiàn)。如在游戲機(jī)領(lǐng)域，當(dāng)前三大家用游戲平臺(tái)(Wii,、PS3和X-Box 360)都采用了Power技術(shù)；在數(shù)字電視和機(jī)頂盒領(lǐng)域其收入達(dá)到2,000萬(wàn)美元,；而在汽車電子方面,，它可用于動(dòng)力總成,、車身控制、安全控制及車載娛樂(lè)等應(yīng)用,，比其他32位內(nèi)核應(yīng)用都要廣泛,。
根據(jù)市調(diào)公司IMS Research對(duì)全球處理器市場(chǎng)所做的一份調(diào)查，基于Power架構(gòu)的32/64位處理器2010年市場(chǎng)總值達(dá)到44億美元,。在各種處理器內(nèi)核架構(gòu)中,，Power架構(gòu)在32位MPU市場(chǎng)份額占據(jù)第一，而在64位CPU和包含處理器內(nèi)核的FPGA中市場(chǎng)份額名列第二,。該公司認(rèn)為,，Power架構(gòu)未來(lái)五年將保持健康的復(fù)合增長(zhǎng)率，它不僅在幾個(gè)主要領(lǐng)域繼續(xù)占主要地位,，而且還將成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu),。
二十年創(chuàng)新發(fā)展
鑒于亞洲尤其是中國(guó)市場(chǎng)對(duì)Power架構(gòu)需求的增長(zhǎng)，負(fù)責(zé)全球Power架構(gòu)管理與推廣的組織Power.org于今年9月1日在深圳舉辦“Power Architecture亞洲大會(huì)”,，向眾多中國(guó)用戶介紹了Power架構(gòu)最新技術(shù)進(jìn)展,、市場(chǎng)策略以及未來(lái)發(fā)展規(guī)劃。“自從上世紀(jì)90年代推出基于Power架構(gòu)的SoC以來(lái),，該技術(shù)經(jīng)歷了二十年不斷的創(chuàng)新和發(fā)展,，”Power.org市場(chǎng)總監(jiān)兼戰(zhàn)略顧問(wèn)Fawzi Behmann介紹道。“目前沒(méi)有哪種內(nèi)核架構(gòu)能比Power架構(gòu)的應(yīng)用范圍更廣,，其應(yīng)用覆蓋了從小型手持設(shè)備直到大型超級(jí)計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域,。”
Power架構(gòu)最初由IBM、摩托羅拉以及蘋果合作共同開(kāi)發(fā),，為蘋果新一代電腦提供高性能處理器,，后來(lái)逐漸將其發(fā)展成為一種可授權(quán)給其他廠商的開(kāi)放式架構(gòu)。于是在2005年6月,，IBM與摩托羅拉半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的后繼者飛思卡爾公司成立了獨(dú)立的管理機(jī)構(gòu)Power.org，以有效管理Power指令集架構(gòu)事宜,，這兩家公司則作為創(chuàng)始會(huì)員,，同時(shí)該機(jī)構(gòu)也向業(yè)界其他企業(yè)開(kāi)放。Power.org的主要任務(wù)是發(fā)展和維護(hù)可用于嵌入式或計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的Power架構(gòu)和指令,，它成立技術(shù)委員會(huì)和會(huì)員企業(yè)共同開(kāi)發(fā)各種技術(shù)規(guī)范,，其機(jī)構(gòu)的宗旨是開(kāi)發(fā)推廣并促進(jìn)發(fā)展Power架構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)以及相關(guān)方案，使之成為業(yè)界首選的開(kāi)放式平臺(tái),。作為一個(gè)非盈利機(jī)構(gòu),，Power.org并不直接介入架構(gòu)授權(quán)業(yè)務(wù)，用戶仍需要從IBM,、飛思卡爾或其他第三方合作伙伴獲取使用授權(quán),。
和目前市場(chǎng)上流行的ARM以及MIPS架構(gòu)類似,，Power也采用了授權(quán)業(yè)務(wù)模式。為了更好推廣Power架構(gòu)應(yīng)用,，降低使用費(fèi)用和門檻,，IBM近日宣布了一系列擴(kuò)展Power架構(gòu)技術(shù)授權(quán)計(jì)劃，其中的多用途授權(quán)協(xié)議可讓開(kāi)發(fā)商通過(guò)一項(xiàng)授權(quán)即可使用整個(gè)Power內(nèi)核系列,，設(shè)計(jì)人員通過(guò)獲得“一攬子許可”能夠在五年內(nèi)無(wú)限次使用PowerPC CPU內(nèi)核,；而另一項(xiàng)針對(duì)PowerPC405內(nèi)核的無(wú)障礙授權(quán)則免去了該內(nèi)核商業(yè)應(yīng)用的授權(quán)費(fèi)用；同時(shí),，IBM還和新思(Synopsys)合作,，與后者的PowerPC405大學(xué)計(jì)劃結(jié)合起來(lái)，努力使Power成為高?？蒲泻凸こ探虒W(xué)的主要架構(gòu),。
Behmann認(rèn)為，Power架構(gòu)與其他嵌入式處理器內(nèi)核相比特色十分明顯,。首先是Power架構(gòu)的應(yīng)用范圍很廣,，包括了從毫瓦級(jí)設(shè)備到每秒千萬(wàn)億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)；其次,，其指令集架構(gòu)可支持64位和32位,，同時(shí)支持多核、虛擬化及管理程序,；針對(duì)SoC設(shè)計(jì)它還提供高性能存儲(chǔ)器模型和多線程支持,；最后它還有豐富的開(kāi)發(fā)工具以及大量開(kāi)放與專用源代碼。
受Power架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)特性所吸引,，目前也有一些中國(guó)本土機(jī)構(gòu)加入到Power.org當(dāng)中,，除了早期的上海交通大學(xué)和國(guó)家軟件與集成電路公共服務(wù)平臺(tái)(CSIP)以外，蘇州國(guó)芯,、華芯飛以及芯原不久前也正式成為該組織的成員,。“成為Power.org成員后不僅可以影響未來(lái)Power指令集架構(gòu)方向和規(guī)范的定義，而且可將該組織作為市場(chǎng)推廣合作伙伴,，包括市場(chǎng)調(diào)查,、新聞發(fā)布、文獻(xiàn)共享等等,，并可參與到技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)推廣活動(dòng)中,，”Behamann說(shuō)道。
本地化支持日益成熟
在今年的“Power Architecture亞洲大會(huì)”上,，這幾家剛剛加入Power.org的中國(guó)企業(yè)也紛紛登臺(tái)亮相,，向業(yè)界展示了基于Power架構(gòu)的最新產(chǎn)品與解決方案。
蘇州國(guó)芯科技有限公司是中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部與摩托羅拉公司在中國(guó)合作的結(jié)晶,，公司成立之初接受摩托羅拉先進(jìn)水平的低功耗高性能32位RISC嵌入式CPU M*Core技術(shù)及其SoC設(shè)計(jì)方法,，以高起點(diǎn)建立具有自主產(chǎn)權(quán)的32位RISC C*Core,。從2006年開(kāi)始向國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)企業(yè)提供CPU核，目前出貨量累計(jì)已達(dá)到6,000萬(wàn)顆,。
“國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU近年取得較大進(jìn)步,，但與國(guó)際領(lǐng)先產(chǎn)品相比仍有很大差距，尤其是高端嵌入式CPU方面,，短期內(nèi)還不能滿足我國(guó)高端智能終端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化需求,，”蘇州國(guó)芯科技有限公司董事長(zhǎng)鄭茳說(shuō)道。“全球智能終端產(chǎn)量50%在中國(guó),，而高清電視,、汽車電子、北斗導(dǎo)航等智能終端應(yīng)用都是影響我國(guó)重要產(chǎn)業(yè)和工程發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn),。但我國(guó)制造的智能終端不得不大量采用國(guó)外公司的芯片,，主要原因在于我國(guó)缺乏高端SoC芯片技術(shù)。”他認(rèn)為,，SoC芯片的核心競(jìng)爭(zhēng)集中體現(xiàn)在高端嵌入式CPU等核心IP技術(shù),，典型代表是ARM的Cortex A9和IBM的PowerPC 470等高端嵌入式CPU。
嵌入式CPU成功發(fā)展的模式是多樣化的,，關(guān)鍵是應(yīng)該建立穩(wěn)定而強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境,，特別是軟件工具鏈環(huán)境和立足于市場(chǎng)應(yīng)用。因此蘇州國(guó)芯新一代C*Core CPU的發(fā)展策略采取了走與國(guó)際主流技術(shù)相兼容的發(fā)展路線,，充分利用國(guó)際主流技術(shù)已經(jīng)建立的良好技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用生態(tài)環(huán)境,，為我國(guó)集成電路企業(yè)發(fā)展提供自主可控的嵌入式CPU技術(shù)和有力的應(yīng)用環(huán)境支撐。去年9月,，該公司完成了IBM PowerPC指令架構(gòu)授權(quán)協(xié)議簽署,，IBM同意將PowerPC嵌入式CPU的指令和架構(gòu)正式許可給蘇州國(guó)芯使用，而國(guó)芯也將在此基礎(chǔ)上開(kāi)展創(chuàng)新研究和開(kāi)發(fā),，發(fā)展新一代的C*Core C1000系列,。
“IBM PowerPC架構(gòu)是目前國(guó)際主要的CPU結(jié)構(gòu)技術(shù)之一，具有世界最先進(jìn)的處理器性能,，”鄭茳介紹道,。“以PowerPC 476FP為例，其時(shí)鐘頻率超過(guò)1.6GHz,，并可達(dá)到2.5DMIPS/MHz性能,，是目前國(guó)際上最高性能嵌入式處理器內(nèi)核,。PowerPC處理器有廣泛的應(yīng)用范圍,，在網(wǎng)絡(luò)、汽車電子,、航空,、通信設(shè)備和游戲機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域占有全球市場(chǎng)份額第一,。”
由于獲得PowerPC架構(gòu)授權(quán)，因此蘇州國(guó)芯可以獨(dú)立開(kāi)發(fā)與Power指令集兼容的CPU內(nèi)核,，提供給國(guó)內(nèi)的用戶,，而據(jù)鄭茳透露，國(guó)芯還可提供設(shè)計(jì)服務(wù)業(yè)務(wù),，幫助客戶完成兼容Power指令的芯片設(shè)計(jì),。除此之外，國(guó)芯還作為PowerPC在中國(guó)的增值服務(wù)代理商(VAR),，可以幫助國(guó)內(nèi)用戶獲取Power內(nèi)核的使用授權(quán),。
本次大會(huì)上，剛剛加入Power.org不到一個(gè)月的華芯飛科技有限公司展示了一款基于Power架構(gòu)的高性能云終端平臺(tái)級(jí)芯片CC2000及參考設(shè)計(jì)方案,，其簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與流暢的播放效果引起了現(xiàn)場(chǎng)觀眾的注意,。
據(jù)介紹，該芯片采用了IBM PowerPC 460多核架構(gòu),，其內(nèi)部包含兩個(gè)PowerPC核,、一個(gè)DSP、一個(gè)圖形處理器和一個(gè)編解碼器,，因此功能非常強(qiáng)大,。例如它支持1080p全高清全格式視頻編解碼，包括Google WebM視格式,；具有2D/3D圖像引擎,，支持OPENGL ES2.0 and OPEN VG1.1.；內(nèi)建高速數(shù)字信號(hào)處理器,，實(shí)現(xiàn)多種音頻格式的編解碼,，包括DTS-HD 7.1 Master Audio、Dolby 7.1 TrueHD等,；無(wú)線接入支持WiFi,、藍(lán)牙、3G,，并內(nèi)置GPS處理器以及具有USB/HDMI /SATAII/LVDS/TV CVBS等豐富的外圍接口,。在操作系統(tǒng)方面，該芯片支持Android 2.3/Linux 2.6.3x雙系統(tǒng),，并支持Adboe Flash Player 10.1,。這么強(qiáng)的性能難免使人對(duì)其功耗產(chǎn)生疑慮，不過(guò)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹,，該芯片采用65nm工藝,，待機(jī)功耗還不到1mW。
而引起觀眾強(qiáng)烈興趣不僅僅在于芯片本身硬件性能,，還有華芯飛公司總裁李給武對(duì)其產(chǎn)品策略的介紹,。他認(rèn)為,，必須建立起一個(gè)良好的生態(tài)系統(tǒng)，使得產(chǎn)業(yè)鏈上各廠商都有錢賺才能保證整個(gè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)健康有序的發(fā)展,。為此,，華芯飛將采取非常靈活的業(yè)務(wù)模式，比如將源代碼,、SDK等完全向客戶開(kāi)放,，并可根據(jù)客戶需求提供定制的封裝形式和芯片標(biāo)識(shí)Logo。“我們將制定讓人意想不到的產(chǎn)品價(jià)格,，甚至可能還不夠晶圓制造成本,，因?yàn)槲覀儾幌朐谛酒腺嵈蠹业腻X，”李給武說(shuō)道,。
實(shí)際上從華芯飛對(duì)該產(chǎn)品的定義中我們也可看出些許端倪,。CC2000并沒(méi)有定位于一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用處理器，而是作為云終端平臺(tái)芯片,。該公司致力于將其打造成一個(gè)穩(wěn)定且高速可靠的硬件平臺(tái),，并基于此提供各種軟件平臺(tái)服務(wù)，例如利用多年積累的教育學(xué)習(xí)產(chǎn)品背景,，整合游戲,、書(shū)籍、教材等資源,，提供給最終用戶的豐富應(yīng)用資源,，同時(shí)聯(lián)合其他方案公司特長(zhǎng)技術(shù)，面向不同應(yīng)用領(lǐng)域獨(dú)立授權(quán)發(fā)展,。“我們將向Google學(xué)習(xí),，積極扶持具有創(chuàng)新想法的中小企業(yè)，共同把市場(chǎng)做大,。”李給武總結(jié)道,。■
附：
清華大學(xué)獲授權(quán)使用飛思卡爾Power Architecture e200內(nèi)核技術(shù)
飛思卡爾半導(dǎo)體公司不久前與清華大學(xué)簽訂許可授權(quán)協(xié)議,，后者將獲權(quán)使用飛思卡爾e200z6-z3內(nèi)核,。飛思卡爾與中國(guó)最高學(xué)府的攜手合作也將成為推進(jìn)Power Architecture技術(shù)在中國(guó)發(fā)展步伐的里程碑，同時(shí)清華大學(xué)也表示,，今后會(huì)在飛思卡爾e200內(nèi)核的基礎(chǔ)上研發(fā)新產(chǎn)品,，并為學(xué)生提供Power Architecture技術(shù)培訓(xùn)。
實(shí)際上飛思卡爾與清華大學(xué)的合作由來(lái)已久,。早在1995年,，雙方就共同建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，并從2001年起擴(kuò)展到了數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)領(lǐng)域。本次授權(quán)的飛思卡爾e200z6內(nèi)核是該公司基于Power Architecture技術(shù)的性能最高的可授權(quán)產(chǎn)品之一,，用來(lái)開(kāi)發(fā)通信市場(chǎng)及智能電網(wǎng)等新增長(zhǎng)領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)，而清華大學(xué)通過(guò)這款內(nèi)核的使用可以將研發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用到更多領(lǐng)域,。
據(jù)介紹,，飛思卡爾e200系列可合成高效內(nèi)核基于Power ISA版本2.03，專用于對(duì)成本敏感的嵌入式實(shí)時(shí)應(yīng)用,。e200內(nèi)核現(xiàn)可通過(guò)飛思卡爾的授權(quán)伙伴IPextreme而授權(quán)使用,，包括4個(gè)版本系列，分別是e200z0,、e200z1,、e200z3和e200z6內(nèi)核。該內(nèi)核通過(guò)時(shí)鐘門控實(shí)現(xiàn)低中斷延遲和低功耗設(shè)計(jì),，提供可變緩存大小,、可變MMU大小，并通過(guò)Nexus1提供靜態(tài)調(diào)試,，通過(guò)Nexus2/3提供實(shí)時(shí)調(diào)試,，另外還提供AMBA AHB總線接口單元。每個(gè)e200內(nèi)核都由廣泛的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)提供支持,，包括編譯器,、調(diào)試器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),、參考板和應(yīng)用代碼,。■
