コヒーレントキャッシュを用いたSoCのシステム設計技法

摘要

1チップ上に多数のプロセッサコアを搭載するチップマルチプロセッサ（CMP）では，搭載するコア数の増大に伴い，メモリモデルが全体の性能，消費電力やスケーラビリティに与える影響が大きくなっている．コヒーレントキャッシュモデルは，プログラミングが容易であることもあり，CMPにおいて幅広く採用されている．一方で，現在のSoCは各機能ブロックが独自の局所メモリを持っており，メモリ間でDMA転送することで処理を進める広義のストリーミングメモリモデルであるとみなせる．SoCは高度なヘテロジこアス化が進んでおり，その機能設計はCMPのそれに比べても非常に難しくなっており，今後SoCの大規模化が進むにつれて機能設計やその検証が非現実的なまで難しくなることが予測される．本稿では，周辺アクセラレータを含めたSoC全体で大規模にコヒーレントキャッシュを採用することで，SoCシステム全体をコヒーレントキャッシュモデルとみなす全コヒーレントSoC（FC-SoC）モデルについて説明する．FC-SoCモデルでは，通信部分をコヒーレントキャッシュと抽象化しているため，機能ブロックの設計と通信部分の設計を分離して進めることができ，またコヒーレントキャッシュモデルを採用することで機能設計を容易化することが可能である．本稿では，またFC-SoCモデル向けのシステム設計手法について説明する．