La startup britannique UltraSoC a introduit la technologie sur puce pour suivre les performances des puces sans sacrifier les performances. Nous vous expliquons comment fonctionne la solution.
/ photo 83DegreesMedia CC BYPourquoi implémenter des systèmes de surveillance dans une puce
Les appareils hétérogènes sont construits à partir de plusieurs blocs. Il peut s'agir de processeurs, coprocesseurs ou circuits intégrés ASIC. La spécialisation des modules informatiques améliore les performances de l'ensemble du système, mais la «composition multicomposant» entraîne des difficultés d'optimisation - chaque unité matérielle nécessite un réglage.
Le problème est exacerbé si les puces sont utilisées par un grand centre de données. La surveillance d'une vaste infrastructure n'est pas une tâche facile. Les solutions logicielles spécialisées nuisent souvent à l'efficacité des systèmes informatiques. Par exemple, l'utilitaire de mesure de la bande passante du canal
iPerf réduit les performances du réseau de 10 à 15%.
Pour résoudre ce problème, UltraSoC a implémenté des outils de surveillance directement sur la puce. La société a
développé un certain nombre de modules semi-conducteurs logiques, chacun étant responsable d'une des tâches - surveillance, débogage, sécurité. Les fabricants de puces peuvent utiliser ces modules et les placer sur le même circuit que les processeurs, les GPU et les interfaces réseau. Cela vous permet de collecter des données de tous les composants de la puce "en place" sans solutions logicielles invasives. Cette technologie a déjà été
adaptée pour fonctionner avec des architectures standard: d'ARM et RISC-V à MIPS et Xtensa.
Appareil système
UltraSoC
propose une trentaine de modules qui peuvent être assemblés en fonction des caractéristiques d'un système particulier sur une puce (SoC). Les modules sont divisés en trois classes:
- Blocs d'analyse - contrôler et surveiller les composants de la puce;
- Blocs de messagerie - Connectez les modules UltraSoC entre eux;
- Communicators - interfaces pour la communication avec les systèmes externes et les composants internes.
Par exemple, pour les microprocesseurs basés sur l'architecture RISC-V, l'ensemble du système
peut ressembler à ceci:
Les données obtenues sur l'état des composants de la puce
peuvent être affichées via différentes interfaces: USB, Ethernet, PCI-Express et même Wi-Fi. Après cette information peut être téléchargée dans n'importe quel système analytique pour rechercher des anomalies dans le fonctionnement des composants.
Potentiel et inconvénients de la solution
Les développeurs d'UltraSoC affirment que leur système trouvera des applications dans les centres de données et aidera les fournisseurs de cloud à surveiller une infrastructure cloud à grande échelle. Étant donné que les paramètres du système sur une puce sont surveillés à l'aide d'un matériel qui (contrairement au logiciel) n'affecte pas les performances, les opérateurs de centre de données pourront recevoir des données à jour sur l'état du serveur en temps réel.
Étant donné que la technologie évalue directement le fonctionnement des composants de bas niveau, elle aidera à déterminer rapidement la cause des soi-disant heisenbags - «erreurs flottantes» qui sont difficiles à détecter en raison du fait qu'ils changent régulièrement de propriétés.
Mais avant que la technologie puisse être largement utilisée, l'équipe UltraSoC devra convaincre les fabricants d'implémenter la solution dans leurs puces. Sa mise en œuvre compliquera les processus commerciaux, entraînera une augmentation des coûts de production et une augmentation du prix des microcircuits. Par conséquent, de nombreuses entreprises peuvent refuser, citant le fait qu'il sera moins cher pour les clients d'utiliser eux-mêmes un logiciel de surveillance tiers.
Mais un certain nombre de fabricants souhaitent toujours tester le produit. Par exemple, l'espéranto a l'intention
de déployer la technologie UltraSoC dans un millier de processeurs basés sur RISC-V et d'accélérateurs AI / ML pour suivre leurs performances.
Développements alternatifs
D'autres organisations
développent également
des systèmes sur puce. En particulier, des capteurs spéciaux pour surveiller la tension et la température (PVT - Process, Voltage, Temperature). Ils sont la base du travail dans les systèmes sur puce et ASIC. Au début de l'année dernière, Moortec a obtenu
le soutien du fabricant de puces TSMC et a implémenté sa technologie dans des puces 12 nm. La société est
convaincue que les processeurs dotés de systèmes de surveillance intégrés trouveront des applications dans les centres de données, les appareils mobiles, les systèmes d'IA, l'IoT, etc.
Un autre projet - les capteurs PVT «intelligents» -
est le résultat d'un travail conjoint des entreprises. La combinaison des systèmes de surveillance et d'analyse numériques UltraSoC et des capteurs physiques Moortec vous permet de surveiller de manière complète l'état du SoC et d'optimiser la charge en temps réel.
Ce qui attend la technologie à l'avenir
Les développeurs d'UltraSoC
estiment que la popularité croissante des solutions de haute technologie (AI, ML, IoT), ainsi que la transition vers des systèmes hétérogènes, rendront indispensables les outils de surveillance intégrés.
L'entreprise prévoit de rendre l'architecture de la solution plus flexible et personnalisable. Pour cela, UltraSoC a commencé à développer UltraDevelop 2. Il s'agit d'un environnement de développement intégré (IDE), avec lequel vous pouvez configurer, déboguer et optimiser les paramètres des composants de la puce. Sa sortie est prévue pour le deuxième trimestre 2019.
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