هسته جديد آرم Cortex-R82 با هدف‌گيري حافظه‌هاي SSD پيشرفته و پردازش در حافظه معرفي شد
هستهي پردازشي Cortex-R82 از شركت آرم اولين هستهي ۶۴ بيتي در نوع خود محسوب مي‌شود كه سيستم‌عامل‌‌هاي آني و پيشرفته را مي‌تواند اجرا كند. عملكرد و قدرت هستهي جديد خانواده‌ي كورتكس دوبرابر نسل قبلي است و با تمركز بر SSDهاي فوق‌حرفه‌اي تا يك ترابايت DRAM توسعه مي‌يابد. اين هستهي پردازشي در ساختارهاي پيچيده‌ي حافظه‌اي جديد و پردازش‌هاي داخل حافظه ذخيره سازي متخصصد زيادي دارد.
عملكرد پردازشي در حافظه‌هاي ذخيره‌سازي
حافظه‌هاي SSD پيشرفته براي رمزگشايي سيگنال‌هاي ارسالي از حافظه‌هاي مدرت مانند 3D QLC NAND به قدرت پردازشي نياز دارند. فرايندهاي پردازش در داخل حافظه كه درايوهاي SSD با قدرت پردازشي را شامل مي‌شود، اكنون در ابتداي مسير قرار دارند. متخصص كارشناسان پيش‌بيني مي‌كنند چنين ساختارهايي به‌زودي، خصوصا در دينتاسنترهاي يا سرورهاي لبه‌ي شبكه، متخصصد زيادي پيدا مي‌كنند.
دو نوع از تجهيزات ذخيره‌سازي احتمالا در آينده درمقايسه‌با امروز به قدرت پردازشي بيشتري نياز پيدا خواهند كرد. البته قابليت‌هاي پيشرفته‌ي ديگري هم به آن‌ها اضافه مي‌شود تا ظهور نسل جديدي از حافظه‌هاي ذخيره‌سازي را شاهد باشيم. البته قابليت‌ها و عملكردهاي جديد بايد حداقل تأثير را روي افزايش توان مصرفي حافظه‌ها بگذارند.
آرم ادعا مي‌كند كه ۸۵ درصد از كنترلرهاي HDD و SSD امروزي با تكيه بر هسته‌هاي اين شركت كار مي‌كنند. سهم عمده‌اي از كنترلرهاي SSD پيشرفته مبتني‌بر هسته‌هاي Cortex-R5 و Cortex-R8 هستند. درمقابل، درايوهاي SSD كه از پردازش داخل حافظه همراهي مي‌كنند، بيشتر از ASIC يا FPGA بهره مي‌برند كه مبتني‌بر هسته‌هاي Cortex-A53 هستند و به‌صورت اختصاصي براي SSD طراحي نشده‌اند. به‌بيان‌ديگر، اين هسته‌ها انتخاب‌هايي منطقي و بهينه براي حافظه‌هاي ذخيره‌سازي محسوب نمي‌شوند.
هستهي آرم Cortex-R82؛ مناسب براي پردازش و ذخيره‌سازي
هستهي پردازشي Cortex-R82 كه اولين پردازنده ۶۴ بيتي سري R محسوب مي‌شود، براساس معماري Armv8-R طراحي شده است. اين هسته را مي‌توان با واحد MPU تركيب كرد تا امكان اجراي دستورالعمل‌هاي مستقيم روي بخش منطقي سخت‌افزار يا سيستم‌عال آني (RTOS) را داشته باشد. همچنين، مي‌توان با استفاده از هستهي مذكور روي واحد كنترل حافظه‌ي MMU، سيستم‌عامل قوي را هم اجرا كرد. به‌علاوه، هستهي جديد شركت بريتانيايي از شتاب‌‌دهنده‌ي اضافي Nenon هم همراهي مي‌كند كه متخصصدهاي يادگيري ماشين دارد. همچنين، محاسبه‌هاي اعداد اعشاري در آن همراهي مي‌شوند كه براي متخصصدهاي ذخيره‌سازي با قابليت‌هاي محاسبه‌اي بسيار مفيد خواهد بود.
قابليت پردازش در داخل حافظه ذخيره‌سازي امكانات متعددي دراختيار توسعه‌دهندگان كنترلر مي‌گذارد
هستهي Cortex-R82 قابليت آدرس‌دهي حافظه‌اي ۴۰ بيتي دارد و مي‌تواند تا يك ترابايت DRAM را آدرس‌دهي كند. چنين قابليتي امكان ساخت اپليكيشن‌هاي پردازشي در داخل حافظه را با حافظه‌هاي بسيار زياد و SSD مخصوص متخصص با بيش از چهار گيگابايت DRAM ممكن مي‌كند.
آرم هستهي جديد خود را با قابليت سرعت كلاك بيش از ۱/۸ گيگاهرتز عرضه مي‌كند. البته رسيدن به چنين سرعت پردازشي درصورت استفاده از فرايند توليد پنج‌نانومتري و بهره‌مندي از جزوه رايگانخانه‌هاي سلولي مخصوص پردازش ممكن مي‌شود. Cortex-R82 تمامي بخش‌هاي لازم براي اپليكيشن‌هاي آني همچون TCM و كش و پورت‌هاي با تأخير بسيار كمي دارد. اين هسته مي‌تواند سيستم‌عامل لينوكس و RTOS را هم‌زمان اجرا كند كه انعطاف‌پذيري بسيار زيادي دراختيار توسعه‌دهندگان كنترلر قرار مي‌دهد.
هستهي جديد آرم Cortex-R82 را مي‌توان در مجموعه‌هايي تا هشت هسته به‌كار گرفت. شركت بريتانيايي مثال‌هاي از مجموعه‌هاي مرسوم چهارهسته‌اي از اين هسته را هم ارائه كرد كه ايده‌اي كلي از كنترلرهاي آتي SSD مبتني‌بر آن دراختيار متخصص كارشناسان قرار مي‌دهد.
افزايش بهره‌وري
يكي از قابليت‌ها و امكانات مهم هستهي Cortex-R82 را مي‌توان قدرت و عملكرد بسيار بهتر از نسل قبلي دانست. هستهي Cortex-R8 سال‌ها پيش معرفي شد و امروز در كنترلرهاي SSD استفاده مي‌شود. آرم ادعا مي‌كند كه Cortex-R82 در متخصصدهاي واقعي عملكردي ۱/۷۴ تا ۲/۲۵ برابر سريع‌تر از Cortex-R8 دارد. به‌علاوه، هستهي جديد نسبت به Cortex-A55 در SPECint2006 و SPECfp2006 به‌ترتيب ۲۱ و ۲۳ درصد سريع‌تر خواهد بود. ناگفته نماند شركت سازنده براي بازدهي هستهي جديد آمار 30DMIPS در هر ميلي‌وات را ادعا مي‌كند.
عملكرد و قدرت بيشتر هستهي جديد آرم درمقايسه‌با راهكارهاي ديگر متمركز بر بازار ذخيره‌سازي به توسعه‌دهندگان كنترلر SSD امكان مي‌دهد تا از الگوريتم‌هاي ECC پيچيده‌تر استفاده كنند. چنين روندي دو تأثير مستقيم بر درايوهاي ذخيره‌سازي نهايي مي‌گذارد: ۱. الگوريتم‌هاي پيچيده‌تر و حرفه‌اي‌تر ECC امكان ساخت درايوهاي SSD را با پايداري بيشتر فراهم مي‌كند؛ ۲. استفاده از انواع جديدتر حافظه‌ي NAND با بهره‌مندي از ECC پيچيده‌تر. درمجموع، مي‌توان افزايش ظرفيت ذخيره‌سازي درايوها و كاهش هزينه به‌ازاي هر ترابايت ظرفيت را پيش‌بيني كرد.
تراشه‌اي براي دستگاه‌هاي متعدد
توانايي هستهي Cortex-R82 در اجراي هم‌زمان فرايندهاي كاري ذخيره‌سازي و پردازش به توسعه‌دهندگان امكان مي‌دهد تا تنها با استفاده از يك SoC كنترلر، هر دو نوع اپليكيشن پردازش داخل حافظه و ذخيره‌سازي را هدف قرار دهند. همين روند باعث مي‌شود تا هزينه‌هاي mask-set كاهش پيدا كنند كه در پردازش‌هاي بسيار حرفه‌اي بسيار هنگفت هستند. به‌علاوه، با استفاده از هستهي جديد مي‌توان كنترلرهايي ساخت كه وظايف و متخصصدهاي متنوع را در زمان‌هاي گوناگون مي‌تواند اجرا كند.
رويكرد و راهكار يادشده شايد براي حافظه‌هاي متمركز بر بازار مصرف‌كننده آن‌چنان پركاربرد نباشد. همچنين، حافظه‌هاي مخصوص ديتاسنتر و سرورهاي لبه‌اي شبكه مي‌توانند از مزيت‌هاي كنترلر جديد در حافظه‌هاي خود بهره‌‌مند شوند.
آرم هستهي Cortex-R82 را براي دريافت مجوز دردسترس توليدكنندگان و طراحان قرار داده است. همچنين، آن‌ها فرايند اجراي TSMC 7FF POP را براي هستهي جديد توسعه مي‌دهند تا توسعه‌دهندگان به‌راحتي بتوانند يك هستهي كاملا آماده را در طراحي‌هاي خود لحاظ كنند.
توسعه‌دهندگان كنترلر SSD به‌ندرت از فناوري‌هاي توليدي بسيار پيشرفته و به‌روز همچون روش توليد هفت‌نانومتري (N7) شركت TSMC استفاده مي‌كنند. دراين‌ميان، آرم در محتواي معرفي محصول خود مجموعه‌ي چهارهسته‌اي از Cortex-R82 را مثال مي‌زند كه از فناوري پنج‌نانومتري بهره مي‌برند. شايد شركت بريتانيايي انتظار دارد كه با افزايش نياز به قدرت و عملكرد بهتر در دستگاه‌هاي ذخيره‌سازي، توسعه‌دهندگان نيز از فرايندهاي توليدي پيشرفته‌تر در طراحي كنترلرها با Cortex-R82 استفاده كنند.
هم انديشي ها