NVIDIA의 차세대 테그라 파커

 

 

NVIDIA는 핫 칩스 28에서 16nm FinFET 공정의 새로운 테그라인 파커를 발표했습니다. 여기에서 파커가 자동차용으로 개발했음을 분명히 밝혔으며, 모바일 SoC로 개발했던 기존 테그라와 방향이 다릅니다. FP16 숏 벡터 도입도 딥 러닝의 강화를 위한 것임을 알 수 있지요.

 

 

파커의 CPU 컴플렉스는 ARMv8 명령어 셋트의 CPU 코어로 덴버 2가 2개, Cortex-A57이 4개인 6코어 구성입니다. NVIDIA는 기존의 테그라 TX1에서 빅 코어와 리틀 코어를 결합하는 ARM의 big.LITTLE 아키텍처를 사용해, 빅코어인 Cortex-A57을 4개, 리틀 코어인 Cortex-A53을 4개 탑재했었는데요. 이번에는 빅코어 Cortex-A57 외에 슈퍼 CPU 코어로 덴버 2코어를 탑재, 더 높은 성능과 우수한 전력 효율을 실현하는 빅+슈퍼 멀티 코어 구성을 씁니다.

 

 

 

덴버는 NVIDIA가 ARM에서 아키텍처 라이센스를 받아 개발한 독자적인 마이크로 아키텍처의 CPU 코어로, 2웨이 명령 디코더에서 생성한 내부 마이크로 명령을 최적화 캐시에 저장합니다. 이후 같은 패스를 실행할 때는 최적화 캐시에서 스케줄링된 코드를 꺼내 실행하지요. 그래서 덴버의 하드웨어 디코더는 2명령/사이클이나 최적화에 의해 최대 7+의 IPC를 실현할 수 있습니다. 덴버 2는 하드웨어적으로 덴버와 별로 다르지 않으나 최적화 스케줄러를 튜닝해 성능/전력 효율을 30% 개선했습니다.

 

 

파커의 GPU 코어는 파스칼 세대 아키텍처로, PC용 GPU 파스칼에선 16비트 반정빌도 부동소수점(FP16)의 처리량이 32비트 단정밀도 부동소수점 연산(FP32)와 같으나, 파스칼 GPU 코어에선 FP16 성능이 두배가 됐습니다. 또 GPU 코어의 컨텍스트 스위칭 하드웨어 지원 그래픽 처리에서도 선점 처리를 통해 자동차 시스템에서 요구하는 응답성을 갖춥니다.

 

자동차 카메라용 프로세싱도 강화해 최대 12개의 카메라를 지원합니다. 출력 디스플레이 파이프라인은 멀티 디스플레이를 지원하며 3 파이프로 늘어납니다. 메모리 인터페이스는 128비트 버스의 LPDDR4며 제조 공정은 TSMC 16FF입니다.

 

 

인텔 x86 MCU 쿼크 D2000, 코드네임 민트 밸리

 

 

 

인텔은 마이크로 컨트롤러 유닛인 쿼크 D2000(코드네임 민트 밸리)의 개요를 설명했습니다. 쿼크 D2000은 인텔의 MCU 코어인 쿼크 기반 SoC로, 쿼크 CPU는 고클럭과 저전력 버전으로 나뉘는데 D2000의 코어는 저전력인 레이크몬트-ULP입니다. CPU 클럭은 32Mhz며 전력 소비는 액티브 35mW 이하, 아이들 10마이크로W 이하입니다.

 

 

MCU긴 해도 워킹 메모리, 스토리지 메모리가 칩에 모두 들어가며, ARM의 Cortex-M 시리즈와 달리 MMU를 갖춥니다.

 

 

쿼크의 레이크몬트 아키텍처는 단일 파이프라인 5스테이지로 486 수준이나 명령어 셋트는 펜티엄과 거의 같으나 SIMD 계열 명령이 없습니다. 인텔은 PC와 바이너리 호환을 지켜야 할 필요가 낮으나 x86 컴파일러/디버거 툴 체닝르 쓸 수 있는 점을 강조했습니다.

 

 

프리페처도 갖춥니다.

 

쿼크 기반 MCU는 인텔 팹에서 만드는 게 아니라 TSMC에서 만들며, 임베디드 플래시 메모리를 저장 장치로 씁니다. 따라서 임베디드 플래시 기술을 갖춘 파운드리에서 만드는 듯. 최초의 쿼크는 TSMC 180nm 공정으로 제조되며 새로운 디자인은 55nm입니다.

 

 

 

1000개의 코어를 탑재한 킬로코어

 

 

VLSI 심포지엄에서 발표된 연구용 프로세서인 킬로코어가 핫 칩스에 다시 나왔습니다. 1000개의 코어를 통합한 칩이지요.

 

 

IBM 32nm SOI 공정 64제곱mm 다이, 각 프로세서 타일 크기는 0.055제곱mm, 57.47만개의 트랜지스터, 16비트 고정 소수점 데이터 패스로 프로세서 코어를 작게 줄였습니다.

 

파이프라인은 7단계에 싱글 이슈 인 오더 실행.

 

 

 

애플리케이션 프로그램을 분할해 코어 그룹에 맵핑합니다. 여기에선 IEEE 802.11 a/g 처리를 24코어로 맵핑한 사례를 보여주네요.

 

킬로코어는 900mV에서 1.24GHz, 1.1V에서 1.78GHz, 1.1V시 각 코어 별 소비 전력은 38.8mW로 운영 에너지는 21.9피코줄입니다. 칩 전체는 40W로 1.78T 명령을 1초에 달성합니다.

 

 

오픈스파크 기반 매니코어

 

 

 

Ption은 미국 프린스턴 대학에서 개발한 25코어 매니코어 리서치 프로세서입니다.

 

 

오픈소스 OpenSPARC T1 코어(UltraSPARC T1 코어의 공개 버전)을 CPU 코어로 사용. 코어와 온칩 네트워크 라우터로 타일 구성, L1과 L2 캐시 사이에 L1.5 캐시를 넣었습니다.

 

 

25개의 타일을 5x5의 2D 메쉬 구성으로 탑재, 타일 사이를 64비트 온칩 인터커넥트로 연결합니다.

 

 

커히런시 도메인을 자유롭게 설정하며, MESI 캐시 일관성 프로토콜을 구현해 다이렉트 캐시를 각 타일마다 갖습니다.