امروز کوآلکام جزئیات بیشتری در مورد پردازشگر سیگنال Hexagon 680 تراشه‌ی قدرتمند S820 منتشر کرده است، پردازشگری که قرار است کیفیت عکاسی با دوربین گوشی‌های رده‌اول را بهبود بخشد.

ویژگی اساسی این DSP مثل تمام پردازشگرهای اختصاصی، مصرف انرژی بهینه در امور پردازشی مرتبط با واقعیت مجازی ، واقعیت افزوده ، تصاویر مجازی کامپیوتری، پردازش تصویر و پردازش ویدیو است. کوآلکام به این منظور از اکستنشن‌های برداری شش‌تایی یا به اختصار HVX بهره می‌گیرد.

HVX کوآلکام برای بهینه‌سازی امور پردازش تصویر، ویدیو و واقعیت مجازی و تصاویر کامپیوتری

HVX کوآلکام برای بهینه‌سازی امور پردازش تصویر، ویدیو و واقعیت مجازی و تصاویر کامپیوتری

معماری پردازشگر سیگنال Hexagon 680  کوآلکام

 

اکستنشن‌های HVX می‌توانند از ۱۰۲۴ بیت حافظه‌ی ثبات استفاده کنند (در واقع HVX هم نوعی دستور چند داده‌ای است، یک دستور با چند داده یا به اختصار SIMD) و در هر دستور، به ۴ اسلات از ثبات‌ها پرداخته و لذا در هر سیکل کلاک، ۴۰۹۶ بیت حافظه‌ی ثبات در امر پردازش دخیل می‌شود. با توجه به اینکه ۳۲ ثبات برداری در پردازشگر جدید پیاده‌سازی شده، قدرت پردازشی بسیار بالایی به دست می‌آید که البته به دو بخش تقسیم می‌شود. پردازش اعشاری پشتیبانی نشده چرا که این بخش خاص، نیازی به پردازش محاسبات اعشاری ندارد، لذا برای کاهش مساحت مورد نیاز DSP در تراشه‌ی S820 و کاهش توان مصرفی، از محاسبات اعشاری پشتیبانی نمی‌شود.

ویژگی جالب Hexagon 980 (تلفظ هگزاگون) این است که اموری مثل فیلترهای تصویری برای پنجره‌های در حال اسلاید، LUT و شتاب‌دهی هیستوگرام را با بهینه‌سازی عمیق در سطح معماری مجموعه دستورات، پردازش می‌کند. بنابراین عملکرد بسیار خوب است و حتی برای پس‌پردازش ویدیوهای ۴K ، دوربین‌هایی با رزولوشن ۲۰ مگاپیکسلی و دیگر کاربردهای پردازشی مرتبط، کفایت می‌کند.

HVX کوآلکام در پردازشگر تصویر هگزاگون 680

HVX کوآلکام در پردازشگر تصویر هگزاگون ۶۸۰

هگزاگون ۶۸۰ از نظر مدیریت تردهای پردازشی و حافظه هم طراحی یکتایی دارد. برای پردازش دستورات اسکالر یا در واقع دستورات کلی که می‌توان به صورت کوچک‌تر و در مقیاسی کوچک اجرا کرد، ۴ ترد پردازشی با معماری VLIW چهار راهه و سرعت ۵۰۰ مگاهرتز پردازش می‌شود. چهار واحد اسکالر به صورت مشترک از کش L1 داده و دستور و همین‌طور کش L2 استفاده می‌کنند.

هر یک از دو بخش HVX توسط دو واحد پردازش اسکالر کنترل می‌شود و واحدهای فعال در اثر بی‌کار بودن واحدهای اسکالری که بی‌کار هستند، متوقف نمی‌شوند. این سطح بهینه‌سازی تردهای پردازشی در کنار QoS و پارتیشن‌بندی نرم‌افزار کش L2 برای تردهای پردازشی مختلف، چیزی است که سرعت پردازش هگزاگون را همواره در سطح بسیار بالایی حفظ می‌کند.

مدیریت تردهای پردازشی و حافظه در پردازشگر تصویر تراشه‌ی S820 کوآلکام

مدیریت تردهای پردازشی و حافظه در پردازشگر تصویر تراشه‌ی S820 کوآلکام

بخش پردازش برداری بر خلاف بخش اسکالر تنها از کش L2 داده دریافت می‌کند. کوآلکام با در نظر گرفتن پردازش اضافی (overhead) که هنگام پردازش تصویر روی کش L1 وجود دارد، چنین تصمیمی گرفته و البته کش L2 می‌تواند داده را در یک سیکل کلاک هم بارگذاری کند و در مواقع خاص شبیه کش L1 عمل می‌کند.

پردازشگر سیگنال Hexagon 680 می‌تواند داده‌ها را مستقیم از دوربین روی کش L2 قرار دهد و بدین ترتیب توان مصرفی اضافی برای قرار گرفتن داده روی حافظه‌ی رم نیاز نیست. کوآلکام سیستمی خاص برای مدیریت حافظه به اسم SMMU هم در نظر گرفته از که از کپی شدن داده جلوگیری می‌کند و در حقیقت داده را بین اپلیکیشن‌های مختلف به اشتراک می‌گذارد.

بارگذاری سیگنال حسگر دوربین به صورت مستقیم روی کش پردازشگر تصویر تراشه‌ی S820 کوآلکام

بارگذاری سیگنال حسگر دوربین به صورت مستقیم روی کش پردازشگر تصویر تراشه‌ی S820 کوآلکام

مقایسه‌ی هگزاگون ۶۸۰ با پردازنده‌های ۴ هسته‌ای رده اول

هگزاگون ۶۸۰ در امور پردازشی خاص، به مراتب قدرتمندتر از پردازنده است.

هسته‌های Krait کوآلکام در تراشه‌های قدرتمند S800 و S600 و … در برابر پردازشگر سیگنال هگزاگون ۶۸۰ ضعیف هستند. بخش محاسبات NEON (پردازش برداری و مالتی‌مدیا) در هسته‌های کریت، مثل دیگر هسته‌هایی که تاکنون طراحی شده نسبتاً ضعیف است. به عنوان مثال کریت فقط یک واحد محاسبه‌ی اعشاری نئون با پهنای ۱۲۸ بیت دارد. هگزاگون ۶۸۰ پردازش چهار راهه با پهنای ۱۰۲۴ بیت دارد، کش مورد استفاده‌ی L2 هم ۵۱۲ بیت است حال آنکه کریت فقط ۳۲ بیت کش L1 برای داده و دستور در اختیار دارد. از این رو در مواردی مثل پردازش ویدیویی که در نور کم گرفته شده، سرعت هگزاگون ۶۸۰ سه برابر بیشتر از کریت و دیگر هسته‌های قدرتمند است و در عین حال توان مصرفی کمتری نیاز است. وجود واحدهای پردازش اسکالر به این معنی است که تمام پردازش می‌تواند توسط DSP انجام شود و دخالت هسته‌های پردازنده‌ی اصلی نیاز نیست.

گراف سمت چپ سرعت پردازشی هگزاگون ۶۸۰ در برابر ۴ هسته‌ی کریت است و گراف سمت راست مقدار انرژی لازم برای پردازش هر پیکسل را مقایسه می‌کند که تفاوتی بیش از ۴ برابر دارد. دقت کنید که بار پردازشی کاملاً برای استفاده از معماری مجموعه دستورات NEON بهینه شده و در حقیقت هسته‌های پردازنده‌ی اصلی عملکرد بهینه‌ای دارند. در دنیای واقعی اختلاف بیش از این خواهد بود چرا که همه‌چیز برای نئون بهینه نشده است.

مقایسه‌ی توان مصرفی و سرعت پردازش Hexagon 680 با چهار هسته‌ی Krait کوآلکام

مقایسه‌ی توان مصرفی و سرعت پردازش Hexagon 680 با چهار هسته‌ی Krait کوآلکام

نکته‌ی جالب توجه این است که هگزاگون ۶۸۰ بخشی از تراشه‌ی S820 را شامل می‌شود و از نظر مدارات الکتریکی به گونه‌ای است که کاملاً مستقل است، به عبارت دیگر می‌تواند روشن بماند و پردازش کند در حالی که سایر بخش‌های سیستم روی چیپ خاموش هستند. این قابلیت برای پردازش سیگنال برخی حسگرها که می‌توانند همیشه روشن بمانند و در کاربردهایی مثل تشخیص چهره مورد استفاده قرار گیرند، مفید واقع می‌شود. نکته‌ی دیگر این است که لیتوگرافی این بخش هم مثل سایر بخش‌های S820 است و در حقیقت از مزایای آخرین دستاورهای صنعت تولید تراشه مثل لیتوگرافی ۱۴ نانومتری FinFET بهره‌مند می‌شود.

مزایای پردازشگر سیگنال هگزاگون 680 در تراشه‌ی رده اول S820 کوآلکام

مزایای پردازشگر سیگنال هگزاگون ۶۸۰ در تراشه‌ی رده اول S820 کوآلکام

در تصویر زیر مقایسه‌ای بین دو تراشه‌ی S808 و S820 در امور پردازشی دائمی مثل گام‌شمار و تشخیص جهت قرار گرفتن گوشی صورت گرفته است. همان‌طور که شاهد هستید استفاده از هگزاگون ۶۸۰ به جای MCU و در حقیقت هسته‌های Cortex-M در چنین کاربردهایی به مراتب بهینه‌تر است. مصرف انرژی نصف و حتی یک سوم می‌شود:

مقایسه بین توان مصرفی S808 و S820 در اموری مثل گام‌شماری و تعیین جهت وسایل هوشمند

مقایسه بین توان مصرفی S808 و S820 در اموری مثل گام‌شماری و تعیین جهت وسایل هوشمند

کوآلکام بسته‌ی توسعه‌ی نرم‌افزاری برای پردازشگر سیگنال Hexagon 680 و دیگر اعضای سری ۶۰۰ را آماده کرده و امکانات زیادی در نظر گرفته تا هر چه سریع‌تر در گوشی‌های رده اول از مزایای این پردازشگر سیگنال جدید استفاده شود.

منبع: آناندتک

لينک کوتاه:

FacebookTwitterGoogle


بيشتر بخوانيد:

دیدگاه بگذارید

اولین دیدگاه را بنویسید!

اطلاع از
wpDiscuz

تبلیغات

تبلیغات

تبلیغات

×