Imagination Technologies tar nu upp kampen på allvar med ARM genom att lansera en ny syntetiserbar 64-bits MIPS-kärna, Warrior I6400. Processorkärnan är avsedd för ett mycket brett applikationsområde och kan användas i konfigurationer från en enkeltrådig kärna upp till kluster med flera hundra fyrtrådiga kärnor.

Warrior I6400-kärnan är skalbar från små till mycket stora system

– Skalbarheten är en av de stora fördelarna, säger Tony King-Smith från Imagination. Den nya processorkärnan är kodkompatibel med de befintliga 32-bitskärnorna, men dessutom har vi adderat 64-bits datatyper och instruktioner plus en ytterst effektiv flertrådshantering och hårdvaruvirtualisering.

MIPS-arkitekturen har en lång historia och den första processorversionen utvecklades för ca 30 år sedan. Datortillverkaren Silicon Graphics använde och vidareutvecklade arkitekturen under många år, men de senaste 15 åren har fokus legat på MIPS-kärnor för embeddedindustrin, framför allt i konsumenttillämpningar.

Efter en turbulent tid köptes MIPS Technologies i början av förra året av brittiska Imagination Technologies. Imagination släppte i höstas Warrior 5M, en egen familj av 32-bits MIPS-kärnor för enkapseldatorer och systemkomponenter. Företaget har också en Warrior 5P-serie, med mer avancerade 32-bits MIPS-kärnor. Men med Warrior I6400 är tanken att kunna täcka ett betydligt större marknadssegment med en enda processorversion.

MIPS v6
Warrior I6400 baseras på MIPS v6-arkitekturen, som är kodkompatibel med v5-arkitekturen (32 bit). Den kan ha upp till fyra parallella instruktionsköer som arbetar mot en eller två exekveringsköer. Programmeringsmodellen för en flertrådad processorkärna är samma som för en flerkärnig processor. Kärnan har också en inbyggd flyttalsenhet (128 bit SIMD).
För att kunna köra flera parallella kärnor på ett effektivt sätt finns en "Coherency Manager", med integrerad L2-cache. Den kan hantera upp till 6 processorkärnor i ett koherent kluster. Upp till 64 sådana kluster kan sedan kopplas samman för att skapa effektiva multicoresystem med flera hundra processorkärnor.

En fyrkärnig implementering i 28 nm CMOS (TSMC 28HPM) av Warrior I6400 med 1 Mbyte L2-cache

Virtualisering
Warrior I6400 har också inbyggt hårdvarustöd för virtualisering. Virtualisering blir allt vanligare i takt med att system tvingas arbeta med flera olika operativsystemskärnor och/eller med separata instanser av samma operativsystem för att öka säkerheten.

Virtualiseringsstödet är skalbart och klarar upp till 15 "gäster" (operativsystem eller applikationer. Virtualiseringslogiken styrs av en säker kärna (hypervisor), som i sin tur kontrollerar "gästerna" och deras accessrättigheter. De olika gästoperativsystemen behöver inte modifieras, utan varje gäst tror sig se en normal processor. Ett kraschat gästoperativsystem påverkar inte övriga gäster.

Inbyggd logik för virtualisering gör det lätt att separera operativsystem.

Filed under: Mikroprocessorer