System-on-Chip-Lösungen ARM und Globalfoundries arbeiten gemeinsam an der nächsten Chipgeneration

Redakteur: Holger Heller

Im Rahmen eines mehrjährigen Abkommens zur Entwicklung von System-on-Chip-(SoC-)Lösungen für ARM-basierte Prozessordesigns wollen ARM und Globalfoundries 20-nm- und FinFET-Prozesstechnologien gemeinsam entwickeln.

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Durch die Vereinbarung wird die bereits langjährige Zusammenarbeit beider Unternehmen um die Einbindung von Grafikprozessoren erweitert. Diese spielen bei mobilen Geräten eine immer wichtigere Rolle. Im Rahmen des Abkommens wird ARM eine Artisan-Physical-IP-Plattform mit Standardzellen-Bibliotheken, Memory Compiler und POP IP-Lösungen entwickeln. Smartphones, Tablets, flache Notebooks etc. sollen damit eine bessere Systemleistung und Energieeffizienz erzielen.

Beide Unternehmen arbeiten seit mehreren Jahren an der Optimierung von ARMs Cortex-A-Prozessoren und konnten dabei deutliche Performance- und Energieeffizienzvorteile sowohl in der 28-nm-Technologie als auch bei Testchips in 20 nm nachweisen, ließ Mike Noonen verlauten, Executive VP Worldwide Marketing and Sales bei Globalfoundries. Die Testchips durchlaufen derzeit die Fab im US-Bundesstaat New York.

Die neue Vereinbarung führe die Zusammenarbeit bei der Entwicklung von Produktions-IP-Plattformen fort, was Kundendesigns in 20-nm-Technologie ermöglichen soll. Außerdem werde damit ein zügiger Übergang in die 3D-FinFET-Transistortechnologie möglich. Dadurch könnten Kunden ihre SoC-Lösungen mit mobilen CPU- und GPU-Prozessoren von ARM schneller zur Marktreife bringen.

Kundenspezifische SoC-Lösungen in 20 nm oder FinFET

Noonen dazu: „Wir wollen eine optimierte Implentierungs- und Benchmarkanalyse für zukünftige energieeffiziente ARM-Cortex-Prozessoren sowie ARM-Mali-GPU-Technologien entwickeln, um so kundenspezifische SoC-Designs auf Basis dieser neuen Technologien zu beschleunigen.“ ARMs Artisan-Physical-IP-Plattform für Globalfoundries' 20-nm-LPM-Technologie sowie FinFET-Prozesse und POP-IP bilden wesentliche IP-Blöcke für SoC-Designer.

Diese neue Entwicklung baut auf den existierenden Artisan-Physical-IP-Plattformen für zahlreiche Globalfoundries-Prozesstechnologien, einschließlich der 65-, 55- und 28-nm-Versionen, sowie auf der vorhandenen Cortex-A9-POP-Technologie für 28-nm Super Low Power (SLP) auf, die zur Lizensierung durch ARM zur Verfügung stehen.

ARMs POP-Technik beschleunigt das „Core Hardening“ für CPUs der Cortex-A-Serie und verbessert die Prozessorgeschwindigkeit, Leistungsaufnahme und Chipfläche. POP-IP-Angebote bestehen aus drei Elementen, die für die erfolgreiche Implementierung von ARM-Cores erforderlich sind:

  • 1. Artisan Physical IP Standardzellen-Bibliotheken sowie Cache-Speicherzellen, die gezielt auf ARM-Prozessoren und Foundry-Technik abgestimmt sind;
  • 2. einem Benchmark-Report, der die exakten Umstände und Ergebnisse dokumentiert, die ARM bei der Implementierung von Prozessoren unter unterschiedlichen Konfigurationen und Entwicklungsvorgaben erzielt hat;
  • 3. eine Umsetzungsanleitung mit Bauplänen, Hilfsroutinen, Designvorlagen und einem POP Implementation Guide, der es Endkunden ermöglicht, ähnliche Ergebnisse schnell und mit geringem Risiko zu erreichen.

Universell einsetzbare 20-nm-LPM-Technologie

Globalfoundries' 20-nm-LPM-Technologie soll laut Noonen eine bis zu 40% höhere Leistungsfähigkeit bei doppelter Gate-Dichte gegenüber der 28-nm-Technologie aufweisen. „Da die 20-nm-LPM-Technologie über ein breites Spektrum an Transistoreigenschaften verfügt, ist sie universell einsetzbar und bedient unterschiedliche großvolumige Marktsegmente, die sowohl energieeffiziente als auch leistungsstarke Lösungen fordern. Durch die lineare Skalierung von 28 auf 20 nm bei Transistorabmessungen und Metallisierung werden die 20-nm-LPM-Anwendungen sehr wettbewerbsfähig“, erklärte Noonen.

Die Zusammenarbeit umfasst auch Globalfoundries FinFET-basierte Prozesstechnik. Durch die frühe Zusammenarbeit bei dieser Technologie werden beide Partner sowohl das Physical IP als auch die Prozesstechnologie aufeinander abstimmen und damit einen zügigen Übergang von 20-nm-LPM auf FinFET ermöglichen.

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