TOPSTREAM™ テクノロジー
トプスシステムズ社は、長年に渡るマイクロプロセッサの開発経験に基づき、次世代コンピュータ/組込みシステムのコア技術に関する研究開発を行っています。その成果として、トプスシステムズ社が保有している技術を紹介します。
(既に約20件の特許を出願し、これまでに10件の特許が成立しています)
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手品のように高速化できる分け、トプスシステムズの「セントラルドグマ」とは
並列性を考える。カーン・プロセス・ネットワークとは
データ並列処理の定番、SIMD命令って何だ?
プロセッサは「メニー」でも、通信オーバヘッドはゼロだ!
Ø コンピュータ・アーキテクチャ
■SMYLEvideo GEN.2 --- SMYLEvideo第2世代。画像認識、機械学習などにより適したアーキテクチャ”
SMYLEvideo新世代 SMYLEvideo GEN.2
■SMYLEvideo --- TOPSTREAM™をベースにマルチクラスタ化したメニーコアアーキテクチャ”
SMYLEvideo Platform
- TOPSTREAM™アーキテクチャを継承、拡張するメニーコア・プロセッサ
- ビデオマイニング、画像処理などに適する「ドメイン・スペシフィック」なヘテロジニアス・システム
- マルチクラスタ(NoC接続)によるスケーラブルな拡張性
- ゼロ・オーバヘッド・コア間通信によるマルチコア通信の効率化
■コンピュータの高性能化の4つの大きな課題を解決する“TOPSTREAM™アーキテクチャ”
<4つの課題>
- ILP*1 Wall: CPU内で並列に実行可能な命令数の上限
- Memory Wall: 年率50%で拡大するCPUとメモリの速度差
- Power Wall: 上限に達したCPUの消費電力
- Utilization Wall: 微細化によるチップ上のトランジスタの稼働率の低下(Dark Silicon)
*1: Instruction Level Parallelism
<TOPSTREAM™アーキテクチャの概要>
- 分散ストリーム処理方式
- ヘテロジニアス型マルチコア・プロセッサ
- 分散アービトレーション型拡張ハーバード方式共有バス
- 短命令長デュアル命令セット・アーキテクチャ(RISC+複合命令)
- コア間共有マルチバンク・レジスタ
■処理性能を格段に向上する“TOPSTREAM™マイクロアーキテクチャ”
<TOPSTREAM™マイクロアーキテクチャの概要>
- 低ステージ命令実行パイプライン
- ストリーム&カーネル独立実行機構
- ゼロ・オーバーヘッド・ループ機構
- 並列命令デコーダ
- マルチバンク・マルチレジスタファイル
- 複合演算ユニット
- 拡張ハーバード・アーキテクチャ・バス
■実装効率を格段に向上する論理設計
<TOPSTREAM™の論理設計>
- ヘテロジニアス・マルチコア・プラットフォーム
- データパス&制御分離型
- 複合演算器
- コンポーネント・ベースの設計
■論理設計の生産性を向上する“TOPS LIB”
<TOPS_LIBの概要>
- パラメタライズド・ベクタード・コンポーネント群
- 真理値表型ファンクション群
Ø ソフトウエア
■マルチコア用ソフトウェア開発の課題を解決する “オブジェクト分散処理ソフトウェア”
<オブジェクト分散処理ソフトウェアの概要>
- スタティック・マッパー
- ダイナミック・マッパー
- マイクロORBエンジン
Ø ソフトウェア開発環境
■マイクロプロセッサのリソースをフルに活用する“コンパイラ開発技術”
<コンパイラ開発技術の概要>
- ストリーム処理スケジューリング・アルゴリズム
- プロセッサ依存最適化アルゴリズム
■ソフトウェアの検証を加速する“TS-ISIM命令セット・シミュレータ”
<TS-ISIM命令セット・シミュレータの概要>
- マルチコア・プロセッサ対応超高速ISS
- マルチ命令セット対応オブジェクト指向設計
Ø シミュレーション技術
■高速シミュレーションを可能にする“シミュレーション技術”
<シミュレーション技術の概要>
- スタティック・スケジューリングによるサイクルベース・シミュレーション
- 超高速TLMベースHW/SW協調シミュレーション
- RTLからサイクルベースCへの自動変換
Ø 3次元積層LSI技術
■スケーラブルなチップ積層を可能にする“Cool Interconnect技術”
Ø アプリケーション技術
■次世代情報システムを高機能化にする“アプリケーション関連技術”
<アプリケーション関連技術の概要>
- 単眼カメラによる3次元位置検出技術
- 動的暗号通信技術
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