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MIPS I-class I6400
贡献者：janesun6 浏览：2357次 创建时间：2014-09-03
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Imagination Technologies发布的高效 MIPS I-class I6400 CPU 系列产品，这是一款结合 64 位架构与硬件虚拟化技术的 IP 内核，通过多线程、多核与多集群一致处理（multi-cluster coherent processing）技术，能提供可扩展的性能。I6400 杰出的特性组合以及性能/功耗/面积的领先优势，使其遥遥领先于竞争产品，并能协助客户打造出具备相同性能、但面积更小的内核，或是相同面积、但速度更快的内核。
MIPS Warrior I-class 处理器内核已为主流的 64 位应用设立新的标准，这些应用包括嵌入式、移动、数字消费、先进通信、网络和存储 —— 这是单一MIPS内核系列所能瞄准的最广泛应用组合。
I6400 系列内核的重要特性：
? 高效、可扩展的 64 位性能：I6400 可协助客户为不同市场设立新的价格/性能标准。与领先的同类竞争产品相比，它的 CoreMark 性能指标高出 50%，以及 DMIPS 高出 30%*。I6400 能构建为非常多样化的性能、功耗和面积运行组合，若采用积极的构建方式，还能实现高频率性能。
? 硬件多线程：I6400 采用每个内核最多可支持四个硬件线程的硬件多线程技术。Imagination 经过验证的 MIPS 多线程技术可实现更高的利用率与 CPU 效率。I6400 内置的即时多线程（SMT）技术，是以 MIPS 和 Imagination 工程团队数十年建立的多线程专业技术为基础，能在每个时钟周期内，让多个线程执行多个指令。初步的基准测试显示，增加第二个线程能使 SPECint、以及EEMBC 的 CoreMark 等业界常用的基准测试增加 40-50% 的性能，但增加的集群面积却不到 10%。像浏览器等真实世界的应用也能充分发挥多线程技术的优势。
? 硬件虚拟化：成为 MIPS Warrior 内核系列新成员的 I6400 也同样具备硬件虚拟化技术，可提供更高的安全性与可靠性，并有助于为整个系统和 SoC 实现统一的安全性和虚拟化策略。I6400 中所构建的硬件虚拟化技术最多可支持 15 个安全/非安全的虚拟机（guest）。
? 下一代安全性：作为 Imagination 统一安全性策略的一部分，这是专为适应不断演进、且新兴的连网应用的隐私权和安全性需求所设计。I6400 内核已经过优化设计，可支持多种独立的安全内容与多种独立的执行域。这项大幅增强的安全功能采用了 Imagination 与生态系统伙伴的技术，并能涵盖 SoC 中的其他关键元件。这一解决方案具备可扩展性，可支持跨各种应用与内容来源的安全内容传送、安全支付、身份保护以及更多功能。
? 先进的功耗管理：I6400 拥有支持 MIPS 架构的 PowerGearing? 先进功耗管理功能，其中包括能为异构集群中的每个内核提供专属的时钟与电压水平，并同时维持整个 CPU 的一致性，因此休眠中的内核只有当需要时才会被唤醒。
? 高效 FPU：I6400 中内置了经过验证的硬件浮点单元（FPU），可支持与一般运算相关的个位数与二位数精度，并能提升控制系统的处理。
? 128 位 SIMD：I6400 可支持 128 位 SIMD 功能，能在数据平行应用中充分发挥 SIMD 运行的效率，来为广泛的任务提供高性能与高处理能力。它是以 MIPS SIMD 架构为基础，秉承真正的 RISC 精神，其定义好的指令可轻松获得 C 或 OpenCL 这类高级语言的支持，可快速、简单地开发新的代码，并同时保留现有的代码。I6400 中的 SIMD 可支持多种整数（8、16、32 和 64 位）和浮点（32、64 位）数据类型，使其可为音频、视频、视觉和其他运算密集型应用提供优异效率。
下一代的多核一致性（coherency）
I6400 采用最新一代的 MIPS Coherency Manager（MIPS 一致性管理员）架构，这是以新的多核一致互连架构为基础。它可支持每集群最多达 6 核的多核配置，并且单一集群上的多核都能拥有不同的合成目标，并以不同的时钟频率和电压运行。一致性管理员架构中构建了多项高性能特性，包括硬件预取（pre-fetching）、以及比前一代架构更宽的总线和更低的时间延迟。
可扩展、多集群一致性
I6400 内核是专为能以各种不同的线程、内核和集群组合形式供应而设计，采用最多可支持 64 个集群的多集群架构。此内核也专为能在未来的异构集群 SoC 中运行而设计，这类 SoC 会同时采用 CPU、GPU 和其他处理单元。
MIPS：终极的 64/32 位架构
新款 I6400 内核系列是以 MIPS Release 6 (r6) 架构为基础，因此可获益于 MIPS 指令集的持续演进。为了锁定下一代应用，MIPS r6 增加了新的指令，可为 Android 的 JIT、JavaScript、浏览器、PIC（位置独立码），以及今天的更大工作负荷带来更高性能。作为 MIPS32 架构的超子集，MIPS64 架构不需要独立的ISA、或模式切换，可免除不必要的芯片面积与功耗浪费。未来的 MIPS Warrior 内核将运用增强的 MIPS r6 架构，以及新一代的一致性管理员架构。
广泛的生态系统支持
I6400 客户可获益于既有 MIPS 的广泛生态系统支持，包括软件、工具和应用程序，以及新成立的 prpl 开放源基金会。拥有博通、Cavium、Ikanos、Ineda Systems、君正集成电路、Lantiq、PMC、高通等创始会员以及其他厂商的加入，prpl 可为 MIPS I-class 和其他 Warrior 内核提供令人振奋的开放源软件，并聚焦于从 IoT 到数据中心等各种市场。
工具与软件
Imagination 和多家 MIPS 生态系统伙伴已经可为 I6400 内核提供广泛的开发工具和软件支持，并正持续开发中。此外，I6400 已为最新的 64 位和 32 位移动操作系统进行优化设计。基于长期对 32 位 MIPS 架构的支持，即将问世的 Android ‘L’ 版本也能包括对 64 位 MIPS 架构的支持。适用于 I-class 内核的Hypervisor 正在开发中，客户能充分发挥硬件虚拟化技术以及增强的多内容安全性功能。
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