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NoC的经验

在评估一项新技术时,不要以简单的1对1替代为目标。

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片上网络(NoC)互连作为传统交叉条的替代品已经得到了充分的证明,但仍有许多设计团队处于过渡的风口上,或者可能还没有看到改变的必要性。与转向任何新技术一样,第一个障碍往往只是误解。当新用户第一次评估任何新技术时,他们经常会犯这样的错误:试图对旧技术进行1对1的替换,而没有考虑新功能给他们带来的所有新东西。以下是我在Arteris IP工作期间看到的一些例子。

用NoC替换每个横杆

在从交叉棒升级到NoC的过程中,一个非常明显的起点是用等效的NoC替换现有设计中的每个交叉棒,复制级联网络层次结构,并评估性能、面积和功率差异。这种方法在设计团队中并不少见。不幸的是,以这种方式设计NoC立即抛弃了它的大部分优势,可能会导致更糟糕的区域和拥堵。

球队需要了解如何利用NoC。这些互连被设计成适合于片上系统(SoC)的角落和缝隙。对于crossbar,工程师必须围绕crossbar架构设计SoC -所有级联的层次结构。使用NoC,团队可以围绕芯片架构设计互连。相反,他们应该考虑围绕知识产权(ip)的布局拓扑,并设计NoC以适应该拓扑。为了完善NoC的平面图,我们进行了一些迭代,但与传统方法的开销完全不同。一旦设计师理解了这一概念,他们就可以迅速减少面积和拥堵,这比使用横杆所能做到的要多。

一个客户正在为一个汽车应用程序构建一个中型设计。大约有600种不同的横杆方法。把这些加起来,将花费大约10毫米的面积来布线这么多电线,这是一个荒谬的开销。通过NoC实现,他们能够将其缩减到5%。为什么降价幅度如此惊人?通过解释如何在网络中构建数据、控制交换机、分布功能和管理时钟点的细节,可扩展性变得显而易见。

我的设计太小了,不需要NoC

如果设计非常小,也许面积和拥塞都不是问题。为什么设计团队想要改变流程?也许是因为他们可以降低产品的电力预算。与横杆不同,NoC可以在内部进行电源门控。事实上,NoC可以对动态和静态功率提供非常细粒度的控制,这就解释了为什么一个智能牙刷制造商选择在他们的设计中使用NoC。没有比这更小的设计了。

这种电源管理是完全可配置的,通过NoC发生器与智能控制时钟门控以及复杂的功率,电压和时钟域。对于低功耗物联网芯片来说,在需要时唤醒或在数据流静止时断电的能力导致系统在99%的时间内有效关闭,这是相对于旧技术交叉芯片互连的真正竞争优势。

我的设计对你们的NoC来说太复杂了

在天平的另一端是大型硬件加速器设计师,例如,他们在数据中心构建人工智能(AI)训练引擎。这些团队有时会说,他们的设计太先进、太专业了,他们别无选择,只能建立自己的芯片网络。设计人员觉得有必要调整每个交换机、路由器,并为广播和其他功能添加特殊连接,绕过交换网络。

虽然这是完全可以理解的,但世界领先的团队多年来一直在使用NoC技术构建巨大的AI设计。他们都有类似的需求。随着团队设计的发展,已经开发出满足目标的解决方案。设计人员现在可以根据具体需求定制noc,而无需断开发电机基础设施。不需要直接手工创建寄存器传输级别(RTL)。

是时候抛弃神话了

Arteris IP理解为什么有些设计团队可能不想尝试noc,但这些原因被广泛证明是错误的。看看我们的客户列表,其中包括在许多领域实现从小到大的设计的最优秀的。了解更多关于我们的NoC解决方案在这里



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