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云服务厂商掀起自研芯片潮,Arm成为首选

2021-10-22 09:41 次阅读
在近期举办的云栖大会上,阿里巴巴正式发布了旗下平头哥自研的“倚天710”芯片。至此,全球靠前的云服务厂商中,近半都开发出或投入了自研芯片的开发,更关键的是,他们无一例外地都选择了Arm作为芯片架构。

亚马逊——Graviton2

亚马逊可以说是最靠开始自研服务器芯片的云服务厂商,2015年,该公司花3.5亿美元收购了以色列芯片公司Annapurna labs。届时起,亚马逊就在为其云基础设施设计开发定制芯片,最终在2018年发布了第一代AWS Graviton 处理器,支持该处理器的A1也成了其云服务AWS上第一个基于Arm的实例。第一代Graviton处理器基于Cortex-A72内核,最大时钟频率达到2.3GHz,低上45%的成本使其成了很多入门用户的首选。
2020年,亚马逊发布了第二代自研处理器Graviton2,这款处理器基于64位的Arm Neoverse N1内核,该核心与Cortex-A76近乎类似,但加入了不少针对基础设施工作的强化特性。Graviton2采用了台积电的7nm制程工艺,集成了64颗核心,在CMN-600 Mesh互联技术的支持下可以做到2TB/s的带宽。
Graviton2的性能 / 亚马逊
与第一代Graviton相比,Graviton2提供4倍的计算核心,7倍的计算性能。基于Graviton2的实例与同等级的x86实例相比,性能要高上40%,成本却要低上20%。不仅如此,Graviton2也成了AWS最省电的处理器,同样的能耗下,Graviton2的性能要比AWS中的其他处理器高上2到3.5倍。

阿里巴巴——倚天710

作为市场占有率排名第三的阿里巴巴,同样发掘了定制芯片在云服务上的潜力。阿里云今年上线了基于Ampere Altra的Arm服务器实例,通过Arm与阿里巴巴在Java工作负载分析和调试,阿里云的龙井JDK在Arm架构下性能提高了50%。
在刚举办的云栖大会上,阿里巴巴终于发布了由旗下半导体公司平头哥自研的倚天710芯片。该芯片采用了台积电5nm制程工艺和基于Armv9的内核,最高时钟主频达到3.2GHz。且核心数为128核,支持8个DDR5内存通道,加上64kb的一级缓存和1MB的二级缓存,基本与Arm上半年发布的Neoverse N2完全一致。
倚天710 / 阿里巴巴平头哥
Neoverse N2为N1的下一代架构,在同等的时钟频率下,标量性能要比上一代高上40%。阿里云表示,倚天与业界顶级Arm服务器芯片基于SPECint2017进行测试对比时,性能高上20%,能效比更是高上50%。这里提到的顶级Arm服务器芯片并为指出是亚马逊的Graviton2,但在5nm、Armv9等等新技术的加持下,拥有这样的性能与能效提升也不足为其。

华为——鲲鹏920

业界首个7nm的服务器Arm处理器其实是华为于19年1月发布的鲲鹏920,该处理器虽然用到了Arm授权的Armv8.2架构,但集成的最多64颗核心均为华为自研,主频可达到2.6GHz,支持8通道的DDR4内存。在华为的Taishan服务器和华为云的K系列实例中,都用到了这颗处理器,这也是业内首个内置直出100GE网络能力的通用处理器。
鲲鹏920芯片 / 华为
华为的云服务业务发展迅速,其中之一的因素就是其在存、算、存、管、智方面的自研芯片。在华为的应用一代、研发一代、规划一代的路线中,鲲鹏930芯片原本预计在今年就会面世了,然而由于供应链的限制,是否还能推出也成了未知数。

谷歌微软纷纷入局

去年年底,业内传出消息,微软也在为其云服务Azure开发自研芯片,使用的也是Arm架构。微软在Arm架构上的设计经验并不算多,此前也只是和高通共同设计消费级的笔记本芯片,近期更是传出与AMD共同设计下一代笔记本Arm芯片。
谷歌虽然早就开始自研服务器芯片,但其TPU与Argos芯片一个用于张量处理,一个用于视频处理,并非通用计算芯片。今年谷歌招募了英特尔老将Uri Frank来设计服务器芯片,很有可能也会选择拿Arm授权开发自研核心。

结语

在云服务上,自研芯片带来的成本降低是巨大的。云服务头部厂商基本定型之后,价格战就成了拉拢新客户留住老用户的必经之路,Arm服务器芯片带来的高功效意味着他们可以推出定价更低的实例。但设计能力、设计成本等多因素的取舍使得不少服务器芯片厂商开始选择不同的技术路线,有的紧跟Arm Neoverse核心,有的则选择了自研。
比如上文提到的Ampere,该公司今年发布的Altra Max依然将采用Arm Neoverse N1的核心,但他们计划在明年发布的5nm芯片Siryn上用上自研核心。而Marvell却选择了停止自己ThunderX Arm核心的开发,在今年年底试产的OCTEON采用Neoverse N2核心。
不可否认的是,Arm在服务器芯片领域的存在感已经越来越强,自研芯片的方案对于云服务厂商拥有难以抗拒的吸引力。尽管x86目前在大规模运算中仍处于垄断地位,但凭借Arm在高性能计算、异构与功效上的持续创新,十年之内超车也不无可能。
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发表于 04-18 20:06 507次 阅读

TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行输出,微处理器外设,片上跟踪与保持,单通道

信息描述 The TLC0820AC and the TLC0820AI are Advanced LinCMOSTM 8-bit analog-to-digital converters each consisting of two 4-bit flash converters, a 4-bit digital-to-analog converter, a summing (error) amplifier, control logic, and a result latch circuit. The modified flash technique allows low-power integrated circuitry to complete an 8-bit conversion in 1.18 us over temperature. The on-chip track-and-hold circuit has a 100-ns sample window and allows these devices to convert continuous analog signals having slew rates of up to 100 mV/us without external sampling components. TTL-compatible 3-state output drivers and two modes of operation allow interfacing to a variety of microprocessors. Detailed information on interfacing to most popular microprocessors is readily available from the factory.特性 Advanced LinCMOSTM Silicon-Gate Technology 8-Bit Resolution Differential Reference Inputs Parallel Microprocessor Interface Conversion and A...
发表于 04-18 20:06 229次 阅读

TMS470MF03107 16/32 位 RISC 闪存微处理器

信息描述TMS470MF04207/03107 器件隶属于德州仪器 (TI) 的 TMS470M 汽车级 16/32 位精简指令集计算机 (RISC) 微控制器系列。 TMS470M 微控制器利用高效率的 Cortex™–M3 16/32 位 RISC 中央处理单元 (CPU) 提供了高性能,由此实现了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代码效率。 TMS470M 器件运用了大端字节序格式,在该格式中,一个字的最高有效字节被存储于编号最小的字节中,而最低有效字节则存储在编号最大的字节中。 高端嵌入式控制应用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架构提供了针对这些性能和成本需求的解决方案,并保持了低功耗。 TMS470MF04207/03107 器件的组成如下: 16/32 位 RISC CPU 内核 TMS470MF04207 高达 448K 字节的程序闪存(具有 SECDED ECC) TTMS470MF03107 高达 320K 字节的程序闪存(具有SECDED ECC) 具有 SECDED ECC 的 64K 字节闪存 (用于获得额外的程序空间或进行 EEPROM 仿真) 高达 24K 字节的静态 RAM (SRAM) (具有 SECDED ECC) 实时中断定时器 (RTI) 矢量中断模块 (VIM) 硬件...
发表于 04-18 20:03 260次 阅读

TMS470MF04207 16/32 位 RISC 闪存微处理器

信息描述TMS470MF04207/03107 器件隶属于德州仪器 (TI) 的 TMS470M 汽车级 16/32 位精简指令集计算机 (RISC) 微控制器系列。 TMS470M 微控制器利用高效率的 Cortex™–M3 16/32 位 RISC 中央处理单元 (CPU) 提供了高性能,由此实现了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代码效率。 TMS470M 器件运用了大端字节序格式,在该格式中,一个字的最高有效字节被存储于编号最小的字节中,而最低有效字节则存储在编号最大的字节中。 高端嵌入式控制应用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架构提供了针对这些性能和成本需求的解决方案,并保持了低功耗。 TMS470MF04207/03107 器件的组成如下: 16/32 位 RISC CPU 内核 TMS470MF04207 高达 448K 字节的程序闪存(具有 SECDED ECC) TTMS470MF03107 高达 320K 字节的程序闪存(具有SECDED ECC) 具有 SECDED ECC 的 64K 字节闪存 (用于获得额外的程序空间或进行 EEPROM 仿真) 高达 24K 字节的静态 RAM (SRAM) (具有 SECDED ECC) 实时中断定时器 (RTI) 矢量中断模块 (VIM) 硬件...
发表于 04-18 20:03 240次 阅读

TMS470MF06607 16/32 位 RISC 闪存微处理器

信息描述TMS470MF06607 器件是德州仪器 TMS470M 系列汽车级 16/32 位精简指令集计算机 (RISC) 微控制器产品的成员。 TMS470M 微控制器利用高效率的 ARM Cortex™–M3 16/32 位 RISC 中央处理单元 (CPU) 实现了高性能,由此在保持了更高代码效率的同时实现了很高的指令吞吐量。 高端嵌入式控制应用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架构提供了针对这些性能和成本需求的解决方案,并保持了低功耗。 TMS470MF06607 器件的组成如下:16/32 位 RISC CPU 内核 带有 SECDED ECC 的 640k 字节的总闪存 512K 字节程序闪存用于额外的程序空间或 EEPROM 仿真的 128K 字节的闪存 带有 SECDED ECC 的 64K 字节静态 RAM (SRAM) 实时中断定时器 (RTI) 矢量中断模块 (VIM) 硬件内置自测试 (BIST) 校验器,用于SRAM (MBIST) 和 CPU (LBIST) 64 位循环冗余校验器 (CRC) 带预置分频器的基于调频 0 引脚锁相环 (FMzPLL) 的时钟模块 两个多缓冲串行外设接口 (MibSPI) 两个具有本地互连网络接口 (LIN) 的 UART (SCI) 两个 CAN 控...
发表于 04-18 20:03 255次 阅读

TMS320F28027 Piccolo 微处理器

信息描述F2802x Piccolo 系列微控制器为 C28x 内核供电,此内核与低引脚数量器件中的高集成控制外设相耦合。 该系列的代码与以往基于 C28x 的代码相兼容,并且提供了很高的模拟集成度。 一个内部电压稳压器允许单一电源轨运行。 对 HRPWM 模块实施了改进,以提供双边缘控制 (调频)。 增设了具有内部 10 位基准的模拟比较器,并可直接对其进行路由以控制 PWM 输出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全标度范围内进行转换操作,并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基准。 ADC 接口专门针对低开销/低延迟进行了优化。特性亮点高效 32 位中央处理单元 (CPU) (TMS320C28x) 60MHz,50MHz,和 40MHz 器件 3.3V 单电源 集成型加电和欠压复位 两个内部零引脚振荡器 多达 22 个复用通用输入输出 (GPIO) 引脚 三个 32 位 CPU 定时器 片载闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存 代码安全模块 串行端口外设 (SCI/SPI/I2C) 增强型控制外设 增强型脉宽调制器 (ePWM)高分辨率 PWM (HRPWM)增强型捕捉 (eCAP)模数转换器 (ADC)片上温度传感器比较器38 引脚和 48 引脚封装高效 32 位 CPU (TMS320C28x) 6...
发表于 04-18 20:03 689次 阅读

TMS320F28035 Piccolo 微处理器

信息描述F2803x Piccolo 系列微控制器为 C28x 内核和控制律加速器 (CLA) 供电,此内核和 CLA 与低引脚数量器件中的高集成控制外设向耦合。 该系列的代码与以往基于 C28x 的代码相兼容,并且提供了很高的模拟集成度。 一个内部电压稳压器允许单一电源轨运行。 对 HRPWM 模块实施了改进,以提供双边缘控制 (调频)。 增设了具有内部 10 位基准的模拟比较器,并可直接对其进行路由以控制 PWM 输出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全标度范围内进行转换操作,并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基准。 ADC 接口专门针对低开销/低延迟进行了优化。特性亮点高效 32 位中央处理单元 (CPU) (TMS320C28x) 60MHz 器件 3.3V 单电源 集成型加电和欠压复位 两个内部零引脚振荡器 多达 45 个复用通用输入输出 (GPIO) 引脚 三个 32 位 CPU 定时器 片载闪存,SRAM,OTP 内存 代码安全模块 串行端口外设 (SCI/SPI/I2C/LIN/eCAN) 增强型控制外设 增强型脉宽调制器 (ePWM) 高分辨率 PWM (HRPWM) 增强型捕捉 (eCAP) 个高分辨率输入捕获 (HRCAP) 增强型正交编码器脉冲 (eQEP) 模数转换器 (ADC...
发表于 04-18 20:03 1531次 阅读

TDA3 ADAS 应用处理器

信息描述 TI 的 TDA3x 片上系统 (SoC) 是经过高度优化的可扩展系列器件,其设计满足领先的高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 要求。 TDA3x SoC 处理器集成了性能、低功耗、小尺寸和 ADAS 视觉分析处理功能的最优组合,支持广泛的 ADAS 应用,旨在推进更加自主流畅的驾驶体验。TDA3x SoC 支持业内最广泛的 ADAS 应用,包括前置摄像头、后置摄像头、环视系统、雷达和单一架构整合系统,将复杂的嵌入式视觉技术应用于现代化汽车。TDA3x SoC 整合了非单一型可扩展架构,其中包括 TI 定点和浮点 TMS320C66x 数字信号处理器 (DSP)、具有嵌入式视觉引擎 (EVE) 的视觉 AccelerationPac 和双路 ARM Cortex-M4 处理器。 该器件可采用不同的封装选项(包括叠加封装)实现小外形尺寸设计,从而实现低功耗配置。 TDA3x SoC 还集成有诸多外设,包括 LVDS 环视系统的多摄像头接口(并行和串行)、显示屏、控制器局域网 (CAN) 和千兆位以太网视频桥接 (AVB)。TDA3x 视觉 AccelerationPac 中的 EVE 承担了处理器的视觉分析功能,同时还降低了功耗。 视觉 AccelerationPac 针对视觉处理进行了优化,可通过 32 位...
发表于 04-18 20:02 528次 阅读

BELASIGNA 300 用于便携式通信设备的24位音频处理器

信息BelaSigna®300是一款超低功耗,高保真单声道音频处理器,适用于便携式通信设备,可在不影响尺寸或电池寿命的情况下提供卓越的音频清晰度。 BelaSigna 300为易受噪声和回声影响的设备提供了卓越音频性能的基础。其独特的专利双核架构使多种高级算法能够同时运行,同时保持超低功耗。微型超低功耗单芯片解决方案对电池寿命或外形尺寸几乎没有影响,是便携式设备的理想选择。具有领域专业知识和一流算法,安森美半导体和我们的解决方案合作伙伴网络可以帮助您快速开发和推出产品。 BelaSigna 300芯片提供全套开发工具,实践培训和全面技术支持。 针对音频处理优化的负载均衡双核DSP架构 超低功耗:通常为1-10 mA 微型外形尺寸:3.63 x 2.68 mm PCB面积,外部元件很少 输入级: - 88 dB系统动态范围可扩展至110 dB - A / D采样率从8.0到60 kHz - 4个独立通道 输出阶段: - 高保真D类输出直接驱动扬声器 - 25 mA最大声功率输出 灵活的输入输出控制器(IOC),用于卸载DSP上的数字信号移动< / li> 支持具有极低群延迟的高级自适应音频处理算法 128位AES高级加密以保护制造商和用户数据 与其他系统和HMI的无缝连接按钮,电位器和L...
发表于 04-18 19:43 303次 阅读

BELASIGNA 250 16位音频处理器,全立体声2声道,2声道输出

信息BelaSigna®250是一款完整的可编程音频处理系统,专为超低功耗嵌入式和便携式数字音频系统而设计。这款高性能芯片以BelaSigna 200的架构和设计为基础,可提供卓越的音质和无与伦比的灵活性。 BelaSigna 250集成了完整的音频信号链,来自立体声16位A / D转换器或数字接口,可接受信号通过完全灵活的数字处理架构,可以直接连接到扬声器的立体声模拟线路电平或直接数字电源输出。 独特的并行处理架构 集成转换器和电源输出 超低功耗:20 MHz时5.0 mA; 1.8 V电源电压 支持IP保护 智能电源管理,包括需要 88 dB系统动态范围且系统噪声极低的低电流待机模式 灵活的时钟架构,支持高达33 MHz的速度 全系列可配置接口,包括:IS,PCM,UART,SPI,IC,GPIO...
发表于 04-18 19:43 336次 阅读

BELASIGNA 300 AM 带AfterMaster HD的音频处理器

信息BelaSigna®300AM是一款基于DSP的音频处理器,能够在包含主机处理器和/或外部I 基于S的单声道或立体声A / D转换器和D / A转换器。 AfterMaster HD是一种实时处理音频信号的算法,可显着提高响度,清晰度,深度和饱满度。 br> BelaSigna 300 AM专门设计用于需要解决方案以克服小型或向下扬声器(包括平板电视或耳机)限制的应用。 通常4执行AfterMaster HD时为-8 mA 尺寸为3.63 mm x2.68 mm x 0.92 mm(包括焊球)提供 包括一个快速的I 基于C的界面,用于下载和AfterMaster HD算法的一般配置,一个高度可配置的PCM接口,用于将数据流入和器件,高速UART,SPI端口和5个GPIO。 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准...
发表于 04-18 19:42 377次 阅读

AD567 12位电流输出、微处理器兼容型DAC

信息优势和特点 单芯片结构 双缓冲锁存器支持兼容8位微处理器 快速建立时间:500 ns(最大值,至±1/2 LSB) 片内集成高稳定性嵌入式齐纳基准电压源 整个温度范围内保证单调性 整个温度范围内保证线性度:1/2 LSB(最大值,AD567K) 保证工作电压:±12 V或±15 V 欲了解更多信息,请参考数据手册产品详情AD567是一款完整的高速12位单芯片数模转换器,内置一个高稳定性嵌入式齐纳基准电压源和一个双缓冲输入锁存器。该转换器采用12个精密、高速、双极性电流导引开关和一个经激光调整的薄膜电阻网络,可提供快速建立时间和高精度特性。微处理器兼容性通过片内双缓冲锁存器实现。输入锁存器能够与4位、8位、12位或16位总线直接接口。因此,第一级锁存器的12位数据可以传输至第二级锁存器,避免产生杂散模拟输出值。锁存器可以响应100 ns的短选通脉冲,因而可以与现有最快的微处理器配合使用。AD567拥有如此全面的功能与高性能,是采用先进的开关设计、高速双极性制造工艺和成熟的激光晶圆调整技术(LWT)的结果。该器件在晶圆阶段进行调整,25°C时最大线性误差为±1/4 LSB(K级),整个工作温度范围内的线性误差为±1/2 LSB。芯片的表面下(嵌入式...
发表于 04-18 19:24 378次 阅读

AD557 DACPORT低成本、完整微处理器兼容型8位DAC

信息优势和特点 完整的8位DAC 电压输出:0 V至2.56 V 内部精密带隙基准电压源 单电源供电:5 V (±10%) 完全微处理器接口 快速建立时间:1 xxs内电压达到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 无需用户调整 在工作温度范围内保证单调性 规定了 T min至T max的所有误差 小型16引脚DIP或20引脚PLCC封装 低成本产品详情AD557 DACPORT®是一款完整的电压输出8位数模转换器,它将输出放大器、完全微处理器接口以及精密基准电压源集成在单芯片上。无需外部元件或调整,就能以全精度将8位数据总线与模拟系统进行接口。AD557 DACPORT的低成本和多功能特性是单芯片双极性技术持续发展的结果。完整微处理器接口与控制逻辑利用集成注入逻辑(I2L)实现,集成注入逻辑是一种极高密度的低功耗逻辑结构,与线性双极性制造工艺兼容。内部精密基准电压源是一种取得专利的低压带隙电路,采用+5 V单电源时可实现全精度性能。薄膜硅铬电阻提供在整个工作温度范围内保证单调性工作所需的稳定性,对这些薄膜电阻进行激光晶圆调整则可实现出厂绝对校准,误差在±2.5 LSB以内,因此不需要用户进行增益或失调电压调整。新电路设计可以使电压在800 ns内达到±...
发表于 04-18 19:12 438次 阅读

AD558 电压输出8位数模转换器,集成输出放大器、完全微处理器接口和精密基准电压源

信息优势和特点 完整8位DAC 电压输出:两种校准范围 内部精密带隙基准电压源 单电源供电:+5 V至+15 V 完全微处理器接口 快速建立时间:1 ±s内电压达到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 无需用户调整 在工作温度范围内保证单调性 规定了 Tmin至Tmax的所有误差 16引脚DIP和20引脚PLCC小型封装 激光晶圆调整单芯片供混合使用产品详情AD558 DACPORT®是一款完整的电压输出8位数模转换器,它将输出放大器、完全微处理器接口以及精密基准电压源集成在单芯片上。无需外部元件或调整,就能以全精度将8位数据总线与模拟系统进行接口。这款DACPORT器件的性能和多功能特性体现了近期开发的多项单芯片双极性技术成果。完整微处理器接口与控制逻辑利用集成注入逻辑(I2 L)实现,集成注入逻辑是一种极高密度的低功耗逻辑结构,与线性双极性制造工艺兼容。内部精密基准电压源是一种取得专利的低压带隙电路,采用+5 V至+15 V单电源时可实现全精度性能。薄膜硅铬电阻提供在整个工作温度范围内保证单调性工作所需的稳定性(所有等级器件),对这些薄膜电阻运用最新激光晶圆调整技术则可实现出厂绝对校准,误差在±1 LSB以内,因此不需要用户进行增...
发表于 04-18 19:12 1436次 阅读

TMS320C5545 TMS320C5545 定点数字信号处理器

信息描述这些器件是 TI C5000定点数字信号处理器 (DSP) 产品系列的成员之一,适用于低功耗应用。 选择。 定点 DSP 基于 TMS320C55x DSP 系列 CPU 处理器内核。C55x DSP 架构通过提升的并行性和节能性能实现高性能和低功耗。CPU 支持一个内部总线结构,此结构包含一条程序总线,一条 32 位读取总线和两条 16 位数据读取总线,两条数据写入总线和专门用于外设和 DMA 操作的附加总线。这些总线可实现在一个单周期内执行高达四次 16 位数据读取和两次 16 位数据写入的功能。此器件还包含四个 DMA 控制器,每个控制器具有 4 条通道,可在无需 CPU 干预的情况下提供 16 条独立通道的数据传送。每个 DMA 控制器在每周期可执行一个 32 位数据传输,此数据传输与 CPU 的运行并行并且不受 CPU 运行的影响。 C55x CPU 提供两个乘积累积 (MAC) 单元,每个单元在一个单周期内能够进行 17 位 × 17 位乘法以及 32 位加法。一个中央 40 位算术和逻辑单元 (ALU) 由一个附加 16 位 ALU 提供支持。ALU 的使用受指令集控制,从而提供优化并行运行和功耗的能力。C55x CPU 内的地址单元 (AU) 和数据单元 (DU) 对这些资源进...
发表于 04-18 19:06 234次 阅读