新思科技最新的Superscalar ARC HS处理器
新思科技近日宣布，针对高效能嵌入式应用推出最新的DesignWare ARC HS4x 和HS4xD处理器系列。ARC HS44、HS46、 HS48、HS45D 以及HS47D处理器提供单核心、双核心和四核心的配置选择，採双指令超纯量架构 (superscalar architecture)，能实现每核心高达6000 DMIPS的处理效能，是ARC HS 系列产品中效能最好的处理器。此外，HS45D 和HS47D也支援超过150个DSP优化的指令，可提升两倍的效能，同时还结合了高效能控制与高效率数位讯号处理。为了让新硬体功能的运用更容易、让软体开发的流程更简单，新思科技强化了MetaWare开发工具组，像是加入了双指令管线(pipeline)的支援、提供丰富的DSP软体库以及优化的C/C++编译器(compiler)。另外，针对固态硬碟(solid-state drive，SSD)、无线基频、无线控制、家用网路、车用控制与资讯娱乐、多频道家用音响、高阶人机互动介面(human-machine interface，HMI)、工业控制和家庭自动化等各式高阶嵌入式应用，ARC HS4x 和HS4xD处理器的设计可满足其对功耗、效能和晶片面积的需求。
北京忆芯科技公司执行长沈飞表示，企业市场的需求不断地演进，我们的设计团队得设法提高SSD控制器的效能，因此面临很大的压力，而新思科技最新的ARC HS4x 和HS4xD处理器除了将效能提升到新的层次，还能减少功耗、缩小晶片面积，这对我们的应用来说非常重要，ARC开发工具和生态体系也将协助我们加速软体开发以及专案时程。
市场研究机构Linley Group首席分析师Linley Gwennap则表示：「随着嵌入式应用的日益增加，我们需要一个能结合高效能RISC执行与省能讯号处理的解决方法。新思科技最新的HS4xD处理器具备超纯量架构同时支援硬体DSP，可提供设计人员另一种执行个别CPU和DSP核心的方式，进而节省功耗和硅闸 (silicon gate)。」
双指令HS4x系列提供高阶控制及嵌入式Linux能力
ARC HS44、HS46 及HS48处理器利用ARCv2指令集架构(ISA)，能实现低功耗及较小硅足迹(silicon footprint)的高效能嵌入式设计。ARC HS4x系列具备可支援乱序执行(out-of-order execution)的高速10阶双指令管线，能将閒置处理器的週期缩短至最小，并达到最高的指令产出量(instruction throughput)。就一般16奈米FinFET製程来说，这些处理器能以2.5 GHz的运行速度，实现每核心高达6000 DMIPS的处理效能，而却只需用到0.06 mm2的晶片面积，而且每兆赫仅耗用37微瓦。再者，其复杂的分支预测(branch prediction)与最后阶段(late-stage)的ALU能降低载入-使用(load-to-use)延迟，可提升指令处理的效率。HS4x处理器有单核心、双核心和四核心叁种配置，可实现每丛集(cluster) 24,000 DMIPS的效能。HS46 以及HS48可提供高达64KB的指令快取(instruction cache)以及64KB的资料快取(data cache) ，并支援一级(L1)快取一致性(cache coherency)。此外，HS48也结合了 最高8MB的二级(L2)快取，并支援Linux对称多处理(symmetric multiprocessing ，SMP)的全功能(full-featured)记忆体管理单元(memory management unit ，MMU)。如同所有的ARC处理器，所有的HS4x处理器也都具备可配置性，能执行ARC Processor EXtension (APEX)技术，让额外的自定义指令也能满足目标应用在效能、功耗及晶片面积上的特殊需求。
具备高效率DSP的HS4xD系列
HS45D 与HS47D能提供和HS4x处理器一样的高阶控制功能，同时还具备额外的DSP能力，适用于基频、音讯、语音和其他讯号处理应用。为了加速数学函数的执行，HS45D 和HS47D让设计人员可执行硬体整数除频器(integer divider)、64位元乘法指令、乘积累加运算(multiply-accumulate，MAC)、向量加法与向量减法，以及实现可配置的单精确度(single precision)、双精度(double precision)或两者兼具的IEEE 754浮点演算法(floating point unit)。ARC HS4xD处理器与超低功耗ARC EmxD处理器相容，两者具备同样的指令集，如此一来两个处理器系列之间的指令转移将为容易。
HS4xD处理器混合了高效能RISC与DSP能力，让行动、家用及车用资讯娱乐应用的多频道音讯处理更有效率。HS4xD可同时处理通讯堆叠(communications stack)及档案系统支援等控制任务(control task)，同时提供讯号处理频宽，可支援音讯解码、后处理(post-processing)和以语音为基础的 HMI处理。这些任务对于家用的高效能无线串流(wireless streaming)扬声系统以及声控助理来说很重要。新思科技以及第叁方合作伙伴目前已推出HS4xD系列的优化音讯/语音编解码器与后处理软体。
MetaWare开发工具组使HS4x/HS4xD处理器编程更容易
ARC HS4x 以及HS4xD处理器系列拥有强大的软硬体开发工具生态系统的支援，其中包括MetaWare编译器/侦错器、nSIM指令集模拟器(instruction set simulator)、MQX即时作业系统(real-time operating system，RTOS)，以及来自业界领导厂商的第叁方工具、作业系统(包含Linux)和中介软体(middleware)。MetaWare开发工具组包含优化的DSP功能库，如FFT &DCT与FIR &IIR滤波器(filter)，以及向量和矩阵数学函数，能让软体工程师从标準DSP建构模块(building block)中快速地执行运算。该工具组也包括用来开发语音编解码器的ITU-T资料库。针对一般的C程式码，该编译器可自动产生ARCv2DSP ISA指令以达到最好的效能，例如支配与自动向量化(guided and auto vectorization)的优化。
新思科技IP行销副总裁John Koeter表示：「伴随着SSD、无线控制和家用网路等嵌入式应用的大量创新以及相关应用与日俱增的复杂性，对于大幅提高嵌入式处理器效能的需求也就越来越多。最新的ARC HS4x 和HS4xD处理器是ARC系列产品中效能最好的，能协助设计人员因应嵌入式设计在控制与讯号处理方面的需求。」
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