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Arm anuncia las direcciones IP de los sistemas autónomos Cortex-A78AE, Mali-G78AE y Mali-C71AE

Arm anuncia las direcciones IP de los sistemas autónomos Cortex-A78AE, Mali-G78AE y Mali-C71AE

La seguridad funcional es un área de la informática que se está volviendo cada vez más importante a medida que vemos cada vez más tecnologías integradas integradas en nuestra vida diaria. La línea de IP automotriz mejorada (AE) de Arm se lanzó en 2018 con el lanzamiento del Cortex-A76AE.

Avance rápido unos años, es hora de un nuevo conjunto de AE ​​IP, con Arm presentando ahora el nuevo Cortex-A78AE, brindando un núcleo de CPU de mayor rendimiento, y también por primera vez presentando una GPU e ISP de clase AE en la forma de Mali-G78AE y Mali-C71AE. Con la medida, Arm también dice que se está diversificando más allá del sector automotriz y ampliando el alcance a los sistemas industriales y otros sistemas autónomos.

Hercules-AE es Cortex-A78AE

Comenzando con la CPU, la nueva IP no es exactamente nueva, ya que escuchamos por primera vez sobre el nuevo diseño de Hercules-AE el año pasado durante el anuncio de Nvidia de su SoC automotriz “Orin”.

El nuevo Cortex-A78AE, como su nombre lo indica, se basa en la microarquitectura Cortex-A78 que hemos cubierto extensamente en nuestro artículo en profundidad Tech Day a principios de este verano.

En comparación con la generación anterior de Corex-A76AE, esto significa un aumento del 30% en el IPC y un mayor rendimiento.

La novedad de este año con respecto a las características de seguridad funcional del IP es la introducción de un nuevo “modo híbrido” operativo que representa una nueva arquitectura sobre cómo lograr el cumplimiento de ASIL-B, pero con un impacto de rendimiento menor en comparación con el Split existente. Modo modo de funcionamiento.

Actualmente, la seguridad funcional se logra en las CPU AE ejecutando en “Modo dividido” o “Modo bloqueado”. El modo bloqueado es bastante sencillo e incluye la ejecución de pares de núcleos en un paso de bloqueo con una lógica adicional que controla que los resultados computacionales entre los pares sean consistentes en todo momento. Efectivamente, esto reduce su rendimiento a la mitad, ya que siempre está duplicando el trabajo realizado.

El modo dividido que mantiene la seguridad funcional de ASIL-B aún requiere que los núcleos se revisen periódicamente para verificar su correcto funcionamiento, lo que los hace temporalmente no disponibles. El problema radica en el nivel de DSU (unidad compartida dinámica, la caché L3), ya que para que se verifique esto hará que todo el clúster de CPU no esté disponible y esto tiene un mayor impacto en el rendimiento del sistema.

El nuevo modo híbrido agrega lógica adicional por parte de la DSU para permitirle la detección de fallas sin tener que hacer que no esté disponible para las CPU y, por lo tanto, garantizar el funcionamiento continuo y el rendimiento computacional. Cabe señalar que esta redundancia por parte de la DSU significa una lógica de control adicional, pero no incluye la duplicación de las SRAM L3 que incurriría en una penalización de área grande.

Por lo tanto, el nuevo modo híbrido representaría una configuración de diseño de mayor rendimiento para cargas de trabajo ASIL-B con un costo comparativamente menor en el área escuchada en la DSU. Si un proveedor opta por implementar el modo híbrido o se queda con la configuración más simple del modo dividido, es una opción en tiempo de diseño que tiene en cuenta los requisitos de área adicional. El funcionamiento de ASIL-D en modo bloqueado naturalmente sigue requiriendo una inversión de área adicional.

Como se señaló, el Cortex-A78AE ya se había licenciado hace bastante tiempo y el nuevo Orin SoC de Nvidia con 12 núcleos es el primer diseño conocido públicamente que emplea los nuevos núcleos.

Mali-G78AE: finalmente presentamos la virtualización

Junto con el Cortex-A78AE, Arm también anuncia por primera vez una GPU con capacidad de seguridad funcional en la forma del nuevo Mali-G78AE. Basándonos en el núcleo de la GPU móvil Mali-G78, deberíamos esperar cifras similares de rendimiento y eficiencia energética de la escala de IP de 1 a 24 núcleos.

La adición importante de la nueva IP es la inclusión de virtualización de hardware en toda regla, una característica crítica para los sistemas autónomos que hasta la fecha había faltado en la IP de la GPU de la compañía.

La virtualización de hardware es importante para poder separar el software crítico de seguridad de otras cargas de trabajo no críticas, asegurando que si algo saliera mal (como por ejemplo, una carga de trabajo extraña que bloquee el controlador de la GPU), los componentes críticos de seguridad continúen funcionando sin problema.

El Exynos Auto V9 de Samsung es un ejemplo de un diseño de SoC de este tipo en el que anteriormente tenía que implementar 3 grupos de GPU (MP12 + MP3 + MP3) para garantizar una operación de carga de trabajo independiente que no afectaría a los sistemas críticos.

Con la virtualización de hardware, un diseño más nuevo con Mali-G78AE no requeriría múltiples clústeres de GPU y, en su lugar, podría usar una sola GPU, dividiendo de manera flexible los recursos de ejecución de la GPU interna entre múltiples cargas de trabajo concurrentes. La IP admite cuatro de estas particiones. Más allá de la partición de hardware, la virtualización de software también permite la operación dividida en el tiempo de las cargas de trabajo dentro de la misma partición.

El nuevo IP admite la seguridad funcional según un estándar ASIL-B; esto es una limitación de diseño, sin embargo Arm también dice que esto es lo que actualmente exigen los clientes. Sería posible lograr una mayor capacidad ASIL-D en un diseño si coloca dos GPU idénticas en su diseño y compara los resultados.

Más allá del anuncio de la nueva IP de CPU y GPU, también estamos viendo una extensión de la IP de ISP Mali-C71 existente de la compañía con el nuevo C71AE, que agrega soporte para la verificación de integridad ASIL-B y SIL2.

También forma parte del anuncio de hoy la habilitación de Arm para plataformas autónomas de referencia:

Más allá de estas nuevas y sorprendentes tecnologías de hardware, estamos trabajando para habilitar a los desarrolladores de sistemas autónomos. Para los desarrolladores de software, estamos habilitando tecnologías nativas de la nube conocidas en aplicaciones autónomas para facilitar el desarrollo, mientras que las soluciones de desarrollo de Arm aceleran el desarrollo y la validación de software mientras acortan el camino hacia la implementación. Para los desarrolladores de silicio autónomo, nuestras revisiones de IP física, capacitación y diseño ayudan a reducir el riesgo.

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