НЕЙРОКОМПЬЮТЕРЫ - АРХИТЕКТУРА И РЕАЛИЗАЦИЯ


Нейросигнальный процессор NeuroMatrix NM6403 (фирма Модуль [9], Россия).


Рис.2. Стуктура NeuroMatrix NM6403.

Основой NeuroMatrix NM6403 является процессорное ядро NeuroMatrixCore (NMC), которое представляет собой синтезабильную модель высокопроизводительного DSP процессора с архитектурой VLIM/SIMD (язык Verilog). Ядро состоит из двух базовых блоков: 32-битного RISC процессора и 64 битного векторного процессора, обеспечивающего выполнение векторных операций над данными переменной разрядности (патент РФ.N2131145). Имеются два идентичных программируемых интерфейса для работы с внешней памятью различного типа и два коммуникационных порта, аппаратно совместимых с портами ЦПС TMS320C4x, для возможности построения многопроцессорных систем.

Основные характеристики:

  • тактовая частота - 50 MГц (20нс - время выполнения любой инструкции);
  • технология КМОП 0.5 мкм;
  • корпус 256BGA;
  • напряжение питания от 2.7 до 3.6 В;
  • потребляемая мощность при 50MHz около 1.3 Вт;
  • условия эксплуатации: -60...+85 C.

RISC-ядро

  • 5-ти ступенчатый 32-разрядный конвейер;
  • 32- и 64-разрядные команды (обычно выполняется две операции в одной команде);
  • два адресных генератора, адресное пространство - 16 GB;
  • два 64-разрядных программируемых интерфейса с SRAM/DRAM-разделяемой памятью;
  • формат данных - 32-разрядные целые;
  • регистры:

    • 8 32-разрядных регистров общего назначения;
    • 8 32-разрядных адресных регистров;

  • специальные регистры управления и состояния;
  • два высокоскоростных коммуникационных порта ввода/вывода,
  • аппаратно совместимых с портами TMS320C4x.

VECTOR-сопроцессор

  • переменная 1-64-разрядная длина векторных операндов и результатов;
  • формат данных - целые числа, упакованные в 64-разрядные блоки, в форме слов переменной длины от 1 до 64 разрядов каждое;
  • поддержка векторно-матричных и матрично-матричных операций;
  • два типа функций насыщения на кристалле;
  • три внутренних 32x64-разрядных RAM-блока.

Производительность:

  • скалярные операции:

    • 50 MIPS;
    • 200 MOPS для 32-разрядных данных;

  • векторные операции:

    от 50 до 50.000+ MMAC (миллионов умножений с накоплением в секунду);

  • I/O и интерфейсы с памятью:
  • пропускная способность двух 64-разрядных интерфейсов с памятью - до 800 Мбайт/сек;
  • I/O коммуникационные порты - до 20 Мбайт/сек каждый.




- Начало -  - Назад -  - Вперед -