Project Denver

Nvidia Denver 1/2
Gyártás2014 (Denver)
2016 (Denver 2)
TervezőNvidia
GyártóNvidia
Max CPU órajel2,5 GHz
Gyártás technológia méret28 nm (Denver 1)
ArchitektúraARMv8-A
Magok száma2
L1 gyorsítótár192 KiB magonként (
128 KiB utasítás-gyorsítótár (I-cache) paritással,
64 KiB adat-gyorsítótár (D-cache) ECC-vel)
L2 gyorsítótár2 MiB 2 maghoz
Nvidia Carmel
Gyártás2018
TervezőNvidia
GyártóNvidia
Max CPU órajel2,3 GHz
Gyártás technológia méret12 nm
ArchitektúraARMv8.2-A
Magok száma2
L1 gyorsítótár192 KiB magonként (
128 KiB Utasítás-gyorsítótár (I-cache) paritással,
64 KiB adat-gyorsítótár (D-cache) ECC-vel)
L2 gyorsítótár2 MiB 2 maghoz
L3 gyorsítótár4 MiB / 8 mag, T194

A Project Denver egy ARM architektúrán alapuló mikroprocesszor, amelyet az Nvidia a 2011. január 5-i CES 2011 rendezvényen jelentett be.

A bejelentésben az Nvidia közölte, hogy megkezdte saját, ARM architektúrán alapuló asztali számítógépekbe szánt CPU-ja tervezését és fejlesztését, Project Denver kódnéven. A processzor támogatja a Microsoft (akkoriban aktuális) asztali rendszerét, a Windows 8-at, valamint a Google Android, Apple iOS és más mobilplatformokat. Az új processzor a korábbi Tegra termékekhez képest egy nagymértékben testreszabott „ARM-kompatibilis CPU”, mivel a cég megszerezte az ARM utasításkészlet licencét, de a processzor mikroarchitektúrája teljes egészében saját belső fejlesztés, nagyobb teljesítménnyel, asztali számítógépek, szerverek és a nagy teljesítményű számítástechnikai piacok számára is. Abban az időben az Nvidia ARM-alapú processzorai közvetlenül versenyeztek az Intel, az AMD és más piacon lévő X86-alapú processzorokkal.

2014. január 6-án az Nvidia bejelentette a Denver projekt első eredményét, a Tegra K1 64 bites verzióját.

Áttekintés

A Project Denver egy Nvidia által tervezett mikroprocesszor kódneve, mely a 32- és 64 bites ARMv8-A utasításkészletet valósítja meg, egyszerű hardveres dekóder és szoftveres bináris fordítás (dinamikus újrafordítás) kombinációjával, ahol „a Denver bináris fordítórétege szoftveresen fut, az operációs rendszernél alacsonyabb szinten, és a gyakran használt, már optimalizált kódsorozatokat a főmemóriában lefoglalt 128 MiB-os gyorsítótárban tárolja”. A Denver egy nagyon széles sorrendi szuperskalár futószalagot használ. Kialakítása olyan, hogy más SIP magokkal, pl. GPU, képernyővezérlő, DSP, képfeldolgozó processzor és egyéb eszközökkel együtt egylapkás rendszerekbe (SoC) beépíthetővé teszi.

A Project Denver a mobil eszközök, személyi számítógépek, szerverek és szuperszámítógépek körében való alkalmazást célozta. A megfelelő magokat az Nvidia Tegra SoC sorozatába integrálták. Kezdetben a Denver magokat a 28 nm-es technológiához tervezték (Tegra T132 modell, másként „Tegra K1”). A Denver 2 ennek egy továbbfejlesztett kialakítása volt, ami a kisebb, hatékonyabb 16 nm-es technológiára épült (Tegra T186 modell, más néven „Tegra X2”).

2018-ban az Nvidia kibocsátott egy „Carmel” kódnevű javított kialakítást, amely az ARMv8 alapú, 64 bites ARM-v8.2 utasításkészlettel működik, 10 utas szuperskalár, funkcionális biztonság, kettős végrehajtás, paritás és ECC funkciókkal, a Tegra Xavier egylapkás rendszerbe integráltan, összesen 8 magot kínálva, amely 4 kétmagos párként is használható.

A Carmel processzormag támogatja a teljes Advanced SIMD (ARM NEON), VFP (Vector Floating Point), és ARMv8.2-FP16 (félpontosságú lebegőpontos) utasításkészlet-kiterjesztéseket. A Jetson AGX fejlesztőkészletbe integrált Carmel magok tesztelését független tesztelők végezték 2018 szeptemberében, s ennek első közzétett teszteredményei jelentősen megnövekedett teljesítményt mutattak, amit az elemzők, az előző rendszerek alapján, el is vártak ettől a fizikai megvalósítástól.

A Carmel kialakítás megtalálható a Tegra T194 modellben (Tegra Xavier), melyet 12 nm-es csíkszélességre terveztek.

Főbb jellemzői

  • Futószalagos processzor, 7 utas szuperskalár végrehajtású futószalaggal.
  • 128 KiB utasítás + 64 KiB adat L1 gyorsítótár magonként (mindkettő 4 utas), 2 MiB L2 gyorsítótár (16 utas osztott).
  • A Denver a főmemóriából 128 MiB-ot elkülönít értelmező gyorsítótárként, ami a fő operációs rendszer számára nem hozzáférhető.
  • Legmagasabb órajele 2,5 GHz
  • Az ARM kódot a processzor saját belső utasításkészletére fordítja, hardveres fordító vagy szoftveres emuláció alkalmazásával. Az ARM utasítások átrendezhetők, eltávolíthatók, ha nem járulnak hozzá a végeredményhez, vagy más módon optimalizálhatók, ha szoftveres emuláció van használatban.

Csipek

A Tegra K1 létrehozásához kétmagos Denver CPU-t párosítottak egy Kepler-alapú GPU megoldással. A kétmagos 2,3 GHz-es Denver alapú K1 csipet először a HTC 2014. november 3-án kibocsátott Nexus 9 tabletjében alkalmazták. Itt van egy kis névzavar, mert a négymagos Tegra K1, azonos neve ellenére, nem a Denver architektúrán alapul.

A 2016 táján megjelent Nvidia Tegra X2 csip két Denver2 magot (64 bites ARMv8) és további négy A57 (szintén 64 bites ARMv8) magot tartalmaz, mely összeállításban a magok koherens HMP (heterogén többprocesszoros architektúra) technológiával vannak összefogva. A Parker SoC rendszerében a processzorokhoz egy 256 CUDA-magos Geforce GPU csatlakozik.

A Tegra Xavier SoC egy Nvidia Volta GPU-t és több egyéb speciális célú gyorsítót párosít 8 Carmel processzormaggal egy rendszerben. Ebben a dizájnban 4 Carmel ASIC makroblokk (mindegyikben 2 maggal) van egymáshoz rendelve crossbar kapcsolattal és 4 MiB méretű L3 gyorsítótárral.

Története

A project Denver létezését a 2011-es Consumer Electronics Show-n jelentette be a cég. Egy 2011 március 4-i cikkben Huang Zsen-hszün CEO ismertette, hogy a Project Denver egy ötéves 64 bites ARMv8-A architektúra CPU fejlesztés, melyen több száz mérnök dolgozott már három és fél éve, és amely fenntartja a visszafelé kompatibilitást a 32 bites ARMv7 utasításkészlettel.

A Project Denver a coloradói Stexar Company cég fejlesztésével kezdődött, és eredetileg x86-kompatibilis processzor lett volna, mely bináris fordítást használ, a Transmeta Corporation projektjeihez hasonlóan, és saját belső utasításkészletére fordítja le az x86 utasításokat. Ezt a belső utasításkészletet sehol nem publikálták. A Stexart 2006-ban felvásárolta az Nvidia. A fejlesztés folytatódott, a kitűzött célok azonban több változáson estek át.

A beszámolók szerint (Tom's Hardware, Forbes, ExtremeTech) a Denver nagy létszámú fejlesztőcsapatában sok olyan processzortervező dolgozik, aki az Intel, AMD, HP, Sun és Transmeta Corporation cégektől érkezett, és a csapat hatalmas tapasztalattal rendelkezik a sorrenden kívüli végrehajtású szuperskalár CPU-k tervezésében, a VLIW architektúra és a szimultán többszálas végrehajtás (SMT) terén.

Charlie Demerjian, a SemiAccurate elemzője szerint, a Project Denver CPU-ja belsőleg lefordíthatja az ARM utasításokat egy belső utasításkészletre, a CPU-ban lévő firmware segítségével. Ugyancsak Demerjian szerint, a Project Denver eredetileg támogatni szándékozott mind az ARM, mind az x86 architektúrát/kódvégrehajtást, felhasználva a Transmeta code morphing technológiáját, de ezt megváltoztatták az ARMv8-A 64 bites utasításkészletre, mert az Nvidia nem tudott licencet szerezni az Intel szabadalmaihoz.

Az első Denver processzormagokkal szállított fogyasztói eszköz, a Google Nexus 9 tabletje, 2014. október 15-én volt bejelentve. A tabletet a HTC gyártotta és a kétmagos Tegra K1 SoC-vel van szerelve. A Nexus 9 volt az első 64 bites Android eszköz, mely elérhető volt a fogyasztók számára.

Jegyzetek

  1. 1 2 Anthony, Sebastian (2014. január 6.). "Tegra K1 64-bit Denver core analysis: Are Nvidia's x86 efforts hidden within?". ExtremeTech. Hozzáférés: 2014. január 7.
  2. 1 2 3 NVIDIA Jetson AGX Xavier Delivers 32 TeraOps for New Era of AI in Robotics, Dustin Franklin (Nvidia Jetson fejlesztőcsapat), 2018. december 12.
  3. ↑ "NVIDIA Announces "Project Denver" to Build Custom CPU Cores Based on ARM Architecture, Targeting Personal Computers to Supercomputers". 2011. május 1. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2011. március 25. {{cite web}}: Unknown parameter |dead-url= ignored (|url-status= suggested) (súgó)
  4. ↑ "Project Denver Processor to Usher in New Era of Computing". 2011. augusztus 7. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2011. március 25. {{cite web}}: Unknown parameter |dead-url= ignored (|url-status= suggested) (súgó)
  5. ↑ Brian Klug (2014. január 6.). "NVIDIA Tegra K1 Preview & Architecture Analysis". SoCs (angol nyelven). AnandTech. 2025. február 7. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2025. február 1. {{cite web}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (súgó)
  6. 1 2 Wasson, Scott (2014. augusztus 11.). "Nvidia claims Haswell-class performance for Denver CPU core". The Tech Report. Hozzáférés: 2014. augusztus 14.
  7. ↑ Dally, Bill (2011. január 5.). ""PROJECT DENVER" PROCESSOR TO USHER IN NEW ERA OF COMPUTING". Official Nvidia blog.
  8. ↑ NVIDIA Drive Xavier SOC Detailed by Hassan Mujtaba, on Jan 8, 2018 via WccfTech
  9. ↑ "A Quick Test of NVIDIA's "Carmel" CPU Performance".
  10. ↑ Hachman, Mark (2014. augusztus 11.). "Nvidia reveals PC-like performance for 'Denver' Tegra K1". PC World. Hozzáférés: 2014. szeptember 19.
  11. ↑ "Nexus 9 storms through Geekbench, Tegra K1 outperforms Apple iPhone 6's A8". 2014. október 16.
  12. ↑ Shimpi, Anand Lal (2014. január 5.). "NVIDIA Announces Tegra K1 SoC with Optional Denver CPU Cores". AnandTech. 2014. január 7. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2014. január 6.
  13. ↑ NVIDIA Unveils Tegra Parker SOC at Hot Chips – Built on 16nm TSMC Process, Features Pascal and Denver 2 Duo Architecture, 2016. augusztus 22.
  14. ↑ Ho, Joshua (2016. augusztus 25.). "Hot Chips 2016: NVIDIA Discloses Tegra Parker Details" (angol nyelven). AnandTech. 2019. március 25. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2025. február 1.
  15. ↑ Szécsi Dániel (2016. augusztus 24.). "Denver 2 magokkal jön az Nvidia Parker SoC". Hardver. iPon. Hozzáférés: 2025. január 1.
  16. ↑ "Nvidia's press conference webcast" (angol nyelven). Nvidia. 2011. 2018. március 19. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2025. január 1. {{cite web}}: Unknown parameter |month= ignored (súgó)
  17. ↑ Takahashi, Dean (2011. március 4.). "Q&A: Nvidia chief explains his strategy for winning in mobile computing". 2022. június 24. dátummal az eredeti címről archiválva. Hozzáférés: 2025. február 7.
  18. ↑ Valich (?), Theo (2011. december 12.). "NVIDIA Project Denver "Lost in Rockies", to Debut in 2014-15".
  19. ↑ Miller, Paul (2006. október 19.). "NVIDIA has x86 CPU in the works?". Engadget. Hozzáférés: 2013. október 19.
  20. ↑ Valich, Theo (2013. március 20.). "New Tegra Roadmap Reveals Logan, Parker and Kayla CUDA Strategy".
  21. 1 2 3 Demerjian, Charlie (2011. augusztus 5.). "What is Project Denver based on?". Semiaccurate.
  22. 1 2 "Eredetileg x86-os dizájnnak készült az NVIDIA Denver projekt". Prohardver. 2024. december 9. Hozzáférés: 2025. január 1.. (Forrás: HPCwire)
  23. ↑ Parrish, Kevin (2013. október 14.). "64-bit Nvidia Tegra 6 "Parker" Chip May Arrive in 2014. Devices with a 64-bit Tegra 6 could launch before the end of 2014". Tom's Hardware & ExtremeTech. Hozzáférés: 2013. október 19.
  24. ↑ Moorhead, Patrick (2013. október 10.). "Nvidia's Mobile Custom 64-bit ARM CPU: It's Sooner Than You May Think" (angol nyelven). Forbes. Hozzáférés: 2025. február 1.
  25. ↑ Amadeo, Ron (2014. október 15.). "Google announces Nexus 6, Nexus 9, Nexus Player, and Android 5.0 Lollipop".

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Project Denver című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

További információk

Kapcsolódó szócikkek