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技術概要 - TOPSTREAM™


TOPSTREAM™ テクノロジー


トプスシステムズ社は、長年に渡るマイクロプロセッサの開発経験に基づき、次世代コンピュータ/組込みシステムのコア技術に関する研究開発を行っています。その成果として、トプスシステムズ社が保有している技術を紹介します。

(既に約20件の特許を出願し、これまでに10件の特許が成立しています)


やさしい解説、ウエブミニセミナーはこちら
手品のように高速化できる分け、トプスシステムズの「セントラルドグマ」とは
並列性を考える。カーン・プロセス・ネットワークとは
データ並列処理の定番、SIMD命令って何だ?
プロセッサは「メニー」でも、通信オーバヘッドはゼロだ!

 

Ø  コンピュータ・アーキテクチャ

■SMYLEvideo GEN.2 --- SMYLEvideo第2世代。画像認識、機械学習などにより適したアーキテクチャ”

SMYLEvideo新世代 SMYLEvideo GEN.2

 

■SMYLEvideo --- TOPSTREAM™をベースにマルチクラスタ化したメニーコアアーキテクチャ”

SMYLEvideo Platform

- TOPSTREAM™アーキテクチャを継承、拡張するメニーコア・プロセッサ

- ビデオマイニング、画像処理などに適する「ドメイン・スペシフィック」なヘテロジニアス・システム

- マルチクラスタ(NoC接続)によるスケーラブルな拡張性

- ゼロ・オーバヘッド・コア間通信によるマルチコア通信の効率化

 

■コンピュータの高性能化の4つの大きな課題を解決する“TOPSTREAM™アーキテクチャ”

<4つの課題>

- ILP*1 Wall:  CPU内で並列に実行可能な命令数の上限

- Memory Wall: 年率50%で拡大するCPUとメモリの速度差

- Power Wall:  上限に達したCPUの消費電力

- Utilization Wall: 微細化によるチップ上のトランジスタの稼働率の低下(Dark Silicon)

*1: Instruction Level Parallelism

 

   <TOPSTREAM™アーキテクチャの概要>

- 分散ストリーム処理方式

- ヘテロジニアス型マルチコア・プロセッサ

- 分散アービトレーション型拡張ハーバード方式共有バス

- 短命令長デュアル命令セット・アーキテクチャ(RISC+複合命令)

- コア間共有マルチバンク・レジスタ

 

■処理性能を格段に向上する“TOPSTREAM™マイクロアーキテクチャ”

   <TOPSTREAM™マイクロアーキテクチャの概要>

- 低ステージ命令実行パイプライン

- ストリーム&カーネル独立実行機構

- ゼロ・オーバーヘッド・ループ機構

- 並列命令デコーダ

- マルチバンク・マルチレジスタファイル

- 複合演算ユニット

- 拡張ハーバード・アーキテクチャ・バス

 

■実装効率を格段に向上する論理設計

   <TOPSTREAM™の論理設計>

- ヘテロジニアス・マルチコア・プラットフォーム

- データパス&制御分離型

- 複合演算器

- コンポーネント・ベースの設計

 

 ■論理設計の生産性を向上する“TOPS LIB”

   <TOPS_LIBの概要>

- パラメタライズド・ベクタード・コンポーネント群

- 真理値表型ファンクション群

 

 Ø  ソフトウエア

■マルチコア用ソフトウェア開発の課題を解決する “オブジェクト分散処理ソフトウェア”

   <オブジェクト分散処理ソフトウェアの概要>

- スタティック・マッパー

- ダイナミック・マッパー

- マイクロORBエンジン

 

 Ø  ソフトウェア開発環境

■マイクロプロセッサのリソースをフルに活用する“コンパイラ開発技術”

<コンパイラ開発技術の概要>

- ストリーム処理スケジューリング・アルゴリズム

- プロセッサ依存最適化アルゴリズム

 

■ソフトウェアの検証を加速する“TS-ISIM命令セット・シミュレータ”

<TS-ISIM命令セット・シミュレータの概要>

- マルチコア・プロセッサ対応超高速ISS

- マルチ命令セット対応オブジェクト指向設計

 

 Ø  シミュレーション技術

■高速シミュレーションを可能にする“シミュレーション技術”

<シミュレーション技術の概要>

- スタティック・スケジューリングによるサイクルベース・シミュレーション

- 超高速TLMベースHW/SW協調シミュレーション

- RTLからサイクルベースCへの自動変換

 

Ø  3次元積層LSI技術

■スケーラブルなチップ積層を可能にする“Cool Interconnect技術”

 

Ø  アプリケーション技術

■次世代情報システムを高機能化にする“アプリケーション関連技術”

<アプリケーション関連技術の概要>

- 単眼カメラによる3次元位置検出技術

- 動的暗号通信技術





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