LSI亞太區(qū)總經(jīng)理張衛(wèi)談4G通信處理器三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)

　　與2G和3G應(yīng)用不同，4G通信時(shí)代將主要以數(shù)據(jù)通信和存儲(chǔ)主導(dǎo)，同時(shí)需要嵌入智能因素，在合適的時(shí)間提供合適的流量，另外，在節(jié)能環(huán)保的大趨勢(shì)下，運(yùn)營(yíng)商也非常看重低功耗低成本特性，這給通信設(shè)備制造商提出了嚴(yán)苛的要求，不過(guò)，技術(shù)問(wèn)題從來(lái)不是問(wèn)題，IC供應(yīng)商總是有辦法解決滿(mǎn)足這些需求，LSI亞太區(qū)總經(jīng)理張衛(wèi)近日分享了4G通信處理器的三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)并以及LSI的做法。

　　趨勢(shì)一、ARM架構(gòu)進(jìn)入通信系統(tǒng)架構(gòu)

　　一直以來(lái)，PowerPC和MIPS處理器是通信基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)備的主流，不過(guò)這種狀況正在發(fā)生改變，關(guān)鍵推動(dòng)因素就是生態(tài)系統(tǒng)，“平均下來(lái)，目前維護(hù)一個(gè)平臺(tái)需要500個(gè)工程師年的成本，如果按每人年薪10萬(wàn)計(jì)算，就是5000萬(wàn)了。”張衛(wèi)表示，“所以選擇一個(gè)流行的架構(gòu)，可以節(jié)省下來(lái)不少培訓(xùn)開(kāi)發(fā)成本?！?/p>

　　LSI在年初的巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì)上推出了下一代的Axxia處理器平臺(tái)AXM2500，它采用的是powerPC處理器，但是，張衛(wèi)表示，后續(xù)的產(chǎn)品將放棄powerPC處理器架構(gòu)，改用ARM處理器架構(gòu)，“新的無(wú)線(xiàn)Axxia處理器平臺(tái)將基于ARM最新Cortex-A15處理器內(nèi)核，將提供多至32個(gè)內(nèi)核甚至更多核來(lái)提升性能?！彼嘎叮癓SI Axxia 通信處理器就是要將LSI 原有的快速通道處理器與最先進(jìn)的多核CPU 技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，這樣的優(yōu)勢(shì)是可實(shí)現(xiàn)控制層和數(shù)據(jù)層性能的獨(dú)特平衡，理想適用于大量傳輸、安全和移動(dòng)接入應(yīng)用。”

　　關(guān)于LSI選擇ARM處理器，張衛(wèi)表示LSI 與 ARM 的合作由來(lái)已久，目前內(nèi)核出貨量已超過(guò) 10 億，因此 ARM 內(nèi)核集成進(jìn)LSI 旗艦 Axxia 通信平臺(tái)是一種自然的選擇。

　　圖1 AXM2500系統(tǒng)框圖

　　圖2 LSI Axxia 通信處理器應(yīng)用場(chǎng)景

　　從手機(jī)便攜設(shè)備進(jìn)入通信基礎(chǔ)架構(gòu)，ARM處理器架構(gòu)也實(shí)現(xiàn)了一次飛躍，擺脫了過(guò)去低端處理器的形象，不過(guò)，Cortex-A15處理器的功耗問(wèn)題需要高級(jí)工藝來(lái)彌補(bǔ)，對(duì)此，張衛(wèi)透露LSI已經(jīng)在開(kāi)發(fā)更高級(jí)工藝。

　　趨勢(shì)二、異構(gòu)多核（AMP）取代同構(gòu)多核（SMP）

　　以前的通信處理器多采用同構(gòu)多核技術(shù)，例如，Cavium Networks公司OCTEON III CN7XXX 多核處理器采用 MIPS64內(nèi)核，內(nèi)核數(shù)量多至48個(gè)，可以擁有每秒執(zhí)行2400億條指令的能力。

　　圖3 OCTEON III CN7XXX 多核處理器系統(tǒng)架構(gòu)

　　張衛(wèi)表示在通信處理器的架構(gòu)上，LSI傾向于采用異構(gòu)多核技術(shù)，這樣的好處是可以發(fā)揮各個(gè)處理器的優(yōu)勢(shì)，而且頻率不用跑的很高，對(duì)低功耗有優(yōu)勢(shì)。這是LSI的AXM2502的框圖

　　圖4 AXM2502框圖

　　在具體實(shí)現(xiàn)上，Axxia處理器平臺(tái)出了有powerPC內(nèi)核，還提供自己的DSP內(nèi)核和各種硬加速引擎，LSI采用了一種稱(chēng)為虛擬管道（LSI Virtual Pipeline）的專(zhuān)利技術(shù)把這些處理單元連接起來(lái)，張衛(wèi)表示虛擬管道是LSI多年研發(fā)的成果，它可以大幅減少應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工作量，大幅減低數(shù)據(jù)在用戶(hù)層和數(shù)據(jù)層的交換需求，因?yàn)樗拇蟛糠钟?jì)算性能主要靠掛在虛擬管道上的硬件加速引擎完成，而且每個(gè)加速引擎可相互通信和數(shù)據(jù)交換，不像其他供應(yīng)商的產(chǎn)品需要用戶(hù)層處理器的介入。

　　張衛(wèi)表示：“一般的多核通信處理器主要靠提高工作頻率來(lái)加大計(jì)算性能，如現(xiàn)在很多通信處理器內(nèi)核的工作頻率已向1GHz和2GHz方向演進(jìn)，但采用異構(gòu)多核的Axxia處理器里面的硬件加速引擎只需要跑200-400Mhz就行了，這樣做的好處是功耗大幅降低，對(duì)比下來(lái)可以降低50%。相應(yīng)地，運(yùn)營(yíng)成本也可以降低50%?！?/p>

　　趨勢(shì)三、回歸根本---用硬件解決差異化

　　中國(guó)有語(yǔ)成語(yǔ)叫“矯枉過(guò)正”，用它形容目前電子業(yè)界對(duì)軟件差異化價(jià)值的追捧最為恰當(dāng)---從最早注重硬件設(shè)計(jì)到現(xiàn)在大幅地向軟件傾斜每個(gè)公司都大談自己的軟件工程師的比例來(lái)看，對(duì)軟件的差異化有點(diǎn)傾斜過(guò)度了，這又造成了“軟件差異化”的同質(zhì)化---很多公司對(duì)軟件差異化的理解僅限于UI的重新設(shè)計(jì)、通過(guò)軟件去實(shí)現(xiàn)大量功能等，這一方面增大了軟件工程師的工作量，另一方面也給主控處理器造成負(fù)擔(dān)，反而影響了某些用戶(hù)體驗(yàn)。

　　“軟件差異化并非將所有的差異化都要通過(guò)軟件去實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，現(xiàn)在很多系統(tǒng)廠商都提出了用硬件去實(shí)現(xiàn)軟件的需求，就是用定制芯片把系統(tǒng)廠商的一些關(guān)鍵IP放入到單芯片中，這樣，既幫助系統(tǒng)廠商解決了軟件工作量也形成了差異化”張衛(wèi)指出。

　　例如LSI的Axxia通信處理器，系統(tǒng)廠商就可以實(shí)現(xiàn)非常自由的定制。在上面的AXM2502處理器中，LSI利用虛擬管道技術(shù)，可以在芯片中任意增加系統(tǒng)廠商需要的功能以及接口，實(shí)現(xiàn)了極大的靈活性和差異化。

　　這種做法的本質(zhì)是把處理器變成了一個(gè)半成品的開(kāi)放平臺(tái)，讓用戶(hù)把自己的IP添加進(jìn)去，同時(shí) ，廠商也可以根據(jù)需要把重要的IP加入，如安全功能、新的算法等等，這種平臺(tái)化的思路值得借鑒。