Success Story シノプシス & EZchip EZchip 社、シノプシス DesignWare ARC 770D プロセッサを用いて C プログラマブルな NPS-400 ネットワーク・プロセッサを開発 ARC プロセッサは独自命令による拡張が可能なため、 市場で実績のある当社の TOP コアのパフォーマンスを維持したまま、 C プログラミング環境による開発効率向上を達成できました。 これは今回のデザインの核心的な要件の 1つであり、 これを実現できたのはひとえに ARC プロセッサの柔軟性によるものです。 EZchip 社 NPS プロジェクト担当ディレクタ Erez Shaizaf 氏 企業紹介 利点 EZchip 社 は ネットワー ク機 器 向 けの Ethernet ▶ カスタマイズ性と拡 張 性に優 れ た ARC プロ セッサにより、EZchip 社独自の命令セットを 追加可能 ネットワーク・プロセッサを提供するファブレス 半導体メーカーです。同社が提供するソリューション は、動 作速 度が 数 Gbps ∼数百 Gbps と多岐に わたります。これらのネットワーク・プロセッサは、 キャリア、クラウド、データセンター・ネットワーク のレイヤ 2 ∼ 7 の幅広いアプリケーションに対応 する非常に高い柔軟性とパフォーマンス、豊富な 内蔵機能、電力効率を備え、ネットワーク仮想化、 SDN、NFVに基づく新時代のスケーラブルなアーキ テクチャを実現します。 課題 ▶ 開発スケジュールを厳守すること ▶ パフォーマンスを犠牲にせず C プログラミング と Linux OS に対応すること ▶ 特殊なコンフィギュレーションでプロセッサを カスタマイズできること シノプシスのソリューション ▶ DesignWare ARC 770D プロセッサ・コア ▶ DesignWare ARC プロセッサ向け Linux ▶ DesignWare ARC nSIM 命令セット・シミュ レータ（ISS） ▶ 1GHz のプロセッサ速度の要件を達成 ▶ nSIM 命令セット・シミュレータにより、バー チャル・プラットフォームのモデリングが容易 ▶ ARC プロセッサ用 の Linux カーネルと GNU ツールチェーン、およびシノプシスのサポートに より Linux ベースの NPU の開発が可能 概要 EZchip 社 の 次 世 代 ネットワ ー ク・プ ロ セッサ NPS-400 は 400Gbps のワイヤスピード・スルー プットを発揮するように設計されており、プログ ラマブルなパケット処理機能とハードウェア・トラ フィック・マネージャを組み合わせています。マルチ スレッド化された CPU は C 言語によるプログラ ミングと Linux 実行に対応しており、高い柔軟性 とプログラミングの容易さを実現しています。この 最適化されたデザインには、256 個のプロセッサ （各16スレッド） を集積して合計4Kの仮想処理エン ジンを実装できるなど、極めて高いデータ・レート で受信したすべてのパケットへの処理が必要な 高速データプレーン処理にも対応できます。同社 のNPSはデザインの効率が高く、多数のコア、市場 で定評のある同社のハードウェア・トラフィック・ マネージャ、さらにはテーブル参照、DPI、セキュ リティ処理を効率化する各種アクセラレータまでも 1 チップに統合することに成功しています。 レイヤ 2 ∼ 7 のパケット処理に最適化され、比類ない パフォーマンスと柔軟性を備えた C プログラマブル なデータプレーン・プロセッサを開発するという目標 を 達 成 するた め、EZchip 社 は、 仕 様 に 合 わ せ た カスタマイズが可能で、電力効率に優れたプロセッサ・ ソリューションを必要としていました。シノプシスの DesignWare ARC プロセッサは仕様要求を完全に 満たした製品を開発する上で必要な機能をすべて揃え ていると判断し、同社は次世代 NPU の開発に ARC 770D プロセッサを迷わず選択しました。 拡張可能な DesignWare ARC プロセッサ 従 来 の CPU と NPU に伴う制 約を解消し、 要 求の 厳しいキャリアおよびデータセンター・アプリケーション 向けに高性能で多用途なソリューションを提供する ため、EZchip 社は独自ロジックによるカスタマイズ が可能な高性能で小面積なプロセッサ・ソリューション を必要としていました。 そして大手 CPU プロバイダ 数社のソリューションを評価した結果、同社が選んだ のがARC 770Dプロセッサでした。決め手となったのは、 電 力 効 率 能（MHz/mW） と面 積 効 率（MHz/mm2） に優れていること、メモリー管 理ユニット（MMU） 内蔵により Linux をサポートしていること、拡張 性 が 高いことの 3 点で、これによって同社は開発スケ ジュールを厳守しながら目標どおりの製品を開発する ことに成功しました。 また、ARC 770D プロセッサはバーチャル・プラット フォームで ARC nSIM 命令セット・シミュレータを 利用でき、実チップ完成前に NPS-400 NPU のモデル を顧客に提供することもできました。 EZchip 社がシノプシスを選んだのは、包括的な製品 とサービスの 提 供に加え、顧 客 の 仕 様 要求にきめ 細かく応じたプロセッサを提供する開発体制など、ワン ストップですべてのニーズが満たされるためでした。 今回、 EZchip 社のマルチコア・デザインでは高い パフォーマンスが要求されたため、シノプシスは面積 を抑えつつ 1GHzでの動作を可能にした ARC 770D プロセッサを提供しました。 また、ARC 770D プロセッサ の 拡 張 性 を 活 かして EZchip 社はレガシーの TOP プロセッサと同じパケット 処理用の特殊命令、特殊レジスタ、特殊機能ユニット を追加し、TOP プロセッサ・コアの優れたパフォーマ ンスを維持することにも成功しています。 Linux のサポート EZchip 社 が 希 望して い た の は、 C 言 語 で 簡 単 に プログラミングが行え、 なおかつ従来の NPU のような コ ード・サイズの 制 約 なしに Linux を 実 行 で きる ソリューションを顧客に提供することでした。その点、 ARC 770D プ ロ セッ サ に は 改 良 型 MMU や Linux アクセラレーション・パッケージなど、 Linux への サポートが万全であることが採用の大きな理由となり ました。ARC Linux ソリューションはすでにいくつかの 企業の SoC への採用実績があり、この強力な基盤に 基づいて EZchip 社とシノプシスの Linux 専門チーム が 緊 密 な 協 業 を 進 めることで、EZchip 社 の NPU およびシンメトリック・マルチプロセッシング（SMP） をサポートした Linux カーネルを開発するとともに、 Ethernet や UART などのバーチャル・ペリフェラル を完備した ARC nSIM ベースのバーチャル・プラット フォームを用いて機能検証を行いました。完全な Linux 開 発 環 境 の 中 で Linux ベ ースのアプリケーション・ ソフトウェアを利用することにより、400Gbps という 高い性能を維持しつつ Linux 環境でのプログラミングと デバッグもサポートした複雑なネットワーク・プロセッサ を短期間のうちに開発することに成功しました。 EZchip 社は、1 つのプラットフォームで複数の派生 チップを開発できるよう、今後 10 年にわたって開発を サポートしてくれることを条件にベンダ選びを慎重に 進めてきました。今回、DesignWare ARC コアを 短期間でデザインに統合して満足のゆく結果を手に したEZchip社は、今後のデザインにもARCプロセッサ を引き続き採用していく考えです。 NPS-400ネットワーク・プロセッサの設計では、面積を抑えて 高いパフォーマンスと柔軟性、プログラミングの容易さを実現するという 仕様要求を完全に満たすことができましたが、これにはARC 770Dプロセッサの 拡張性、そしてLinux実装とモデリング作業におけるシノプシス社の 積極的な協業体制が重要な役割を果たしました。 EZchip 社 NPS プロジェクト担当ディレクタタ Erez Shaizaf 氏 日本シノプシス合同会社 〒158-0094 東京都世田谷区玉川2-21-1 二子玉川ライズ オフィス 〒531-0072 大阪府大阪市北区豊崎3-19-3 ピアスタワー13F TEL.03-6746-3500 (代) FAX.03-6746-3535 TEL.06-6359-8139(代) FAX.06-6359-8149 © Synopsys, Inc. All rights reserved.Synopsysは、米国およびその他の国におけるSynopsys, Inc.の商標です。 シノプシスの商標一覧は、http://www.synopsys.com/Company/Pages/Trademarks.aspx をご参照ください。その他の名称は、各社の商標または登録商標です。 05/14.RP.CS284.
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