接口申威26010

成都市华府大道四段电子科大科技园D22栋BuildingD22,NationalUniversityScienceandtechnologypark,Section4,HuafuAvenue,Chengdu申威411处理器产品说明书2017年10月成都申威科技有限责任公司I成都申威科技有限责任公司免责声明本文档仅提供阶段性信息,所含内容可根据产品的实际情况随时更新,恕不另行通知.
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cnTel:028-68769016Fax:028-68769019II成都申威科技有限责任公司阅读指南《申威411处理器产品说明书》主要描述了申威411处理器的性能参数、硬件接口、产品规格等内容.
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cn/申威411处理器产品说明书IV成都申威科技有限责任公司目录1、概述12、性能参数23、硬件接口33.
1存储器接口.
33.
2PCI-E接口.
33.
3维护/测试接口.
34、产品规格及应用说明54.
1基本规格及应用领域.
54.
2深度定制.
54.
3可配置性说明.
6申威411处理器产品说明书1成都申威科技有限责任公司1、概述"申威411"处理器是基于第三代"申威64"核心(简称"Core3")的国产多核处理器,主要面向中低端服务器和桌面应用、工业控制等应用.
"申威411"处理器采用对称多核结构和SoC技术,单芯片集成最多4个Core3结构的处理器核心,最高工作频率达1.
6GHz,峰值运算速度可达102.
4GFlops@1.
6GHz.
还集成了两路64位DDR3存储器接口和两路PCI-E2.
0标准I/O接口.
"申威411"处理器现提供了6种规格的产品:2核心1.
0/1.
2/1.
4GHz三种,以及4核心的1.
4/1.
5/.
16GHz三种.
这些产品在核心数、主频、功耗等方面各有差异,用户可根据应用需求和成本考虑选择不同规格的产品.
并且,"申威411"处理器还有灵活的配置选项,可根据用户需求定制形成更加丰富的产品.
"申威411"处理器还提供两种封装版本:LGA封装版本和FC-CBGA陶瓷封装版本(必要时可以开发基于有机基板的FC-BGA封装版本).
其中LGA封装版本与"申威410"处理器引脚兼容,方便用户进行升级开发.
"申威411"处理器的结构图如下:"申威411"处理器结构图(4E全配型号)申威411处理器产品说明书2成都申威科技有限责任公司2、性能参数"申威411"的主要性能参数如下表所示.
核心频率典型工作频率:1.
0~1.
6GHz.
核数最多4个核心.
字长64位.
数据类型支持8位、16位、32位、64位和部分256位整数运算;支持IEEE单精度和双精度浮点运算;支持256位短向量的浮点SIMD运算和整数SIMD运算.
峰值性能浮点:每秒1024亿次双精度浮点结果@1.
6GHz(4核心);整数:每秒704亿次整数结果@1.
6GHz(4核心).
工艺特征工艺尺寸:40nm;晶体管数:约7亿.
核心流水线4译码7发射超标量结构,支持乱序发射、乱序执行、推测执行和顺序退出;支持双256位浮点/SIMD运算流水线,双访存流水线.
Cache容量每个核心包含两级私有Cache;一级Cache:指令与数据分离,容量分别为32KB,均采用4路组相联结构;二级Cache:指令与数据混合,容量为512KB,采用8路组相联结构;4个核心共享三级Cache,容量为6MB,采用24路组相联结构.
存储器接口两路64位DDR3存储器接口,可配置为单路;支持ECC校验(纠单错、检双错),最高数据传输率可达1600Mbps;每路支持的存储器容量为1、2、4、8GB,两路总存储器容量最大为16GB;支持DDR3SDRAM芯片以及单Rank或双Rank的UDIMM、RDIMM存储器条.
I/O接口PCI-E接口:两路PCI-E2.
08*接口,单链路带宽5GBps;可配置为单路PCI-E接口;维护接口:支持芯片调试与维护,属自定义接口;测试接口:支持符合IEEE1149.
1标准的JTAG测试.
电压参数内核电源电压:0.
95V±5%(0.
91~0.
99V,正常值为0.
95V);1.
5VI/O电源电压:1.
5V±5%(1.
425~1.
575V,正常值为1.
5V);1.
8VI/O电源电压:1.
8V±5%(1.
71~1.
89V,正常值为1.
8V).
封装特性采用两种封装方式:LGA封装、FC-CBGA陶瓷封装;LGA封装:引脚数为1156,封装尺寸为37.
5mm*37.
5mm;FC-CBGA陶瓷封装:引脚数为1144,封装尺寸为40mm*40mm.
功耗热设计功耗:35W(4核心);典型运行功耗:15~20W@1.
4GHz(4核心).
应用环境符合工业级标准,工作环境温度范围:-40~85℃;结温范围:0~125℃.
申威411处理器产品说明书3成都申威科技有限责任公司3、硬件接口3.
1存储器接口4核系列"申威411"处理器集成了两路DDR3存储器接口,2核系列集成了单路.
并且,4核系列"申威411"处理器的存储器接口路数可配,即用户可屏蔽其中一个存储器接口,以降低主板开发成本.
所连接的存储器的类型、容量也有多种选择.
存储器接口支持"64位数据+8位校验码"的ECC校验(可纠正单错、检测双错),最高数据传输率可达1600Mbps,支持的存储器类型、容量情况如下:1)支持DDR3-800/1066/1333/1600等各种DDR3SDRAM存储器芯片;2)支持直接连接*8和*16位结构的DDR3SDRAM存储器芯片,也支持连接单Rank或双Rank的DDR3UDIMM或RDIMM存储器条;3)连接DDR3SDRAM存储器芯片或UDIMM存储器条时,支持1T和2T模式;4)每路接口支持的存储器容量为1、2、4或8GB.
3.
2PCI-E接口"申威411"处理器集成了两路符合PCI-E2.
0规范的标准接口.
可选择其中一路进行基本的I/O扩展,另一路根据应用需求做高级扩展使用或者选择关闭.
高级扩展如:高性能显卡(显示应用)、SATA/SAS盘控卡(存储应用,扩展高速磁盘、大容量磁盘、RAID盘阵)、万兆以太网卡(高速网络应用)、Infiniband网卡(集群应用)等.
"申威411"处理器的PCI-E接口作为根端口(RootComplex),单链路双向有效带宽可达到8GB/s;兼容32位和64位PCI-E地址空间的访问,同时支持256个MSI类型中断及4个INTx型中断.
同时,PCI-E接口还支持IOMMU虚拟化,提供灵活可配的段式和页式地址代换,以提供更加高效的DMA访问管理,增强处理器的适用性.
3.
3维护/测试接口"申威411"处理器的维护接口通过外接BMC芯片(随处理器芯片配套提供),实现对处理器的复位、初始化加载和调试支持以及运行监测.
申威411处理器产品说明书4成都申威科技有限责任公司"申威411"处理器还实现了符合IEEE1149.
1标准的JTAG测试接口,该接口工作频率为5~10MHz.
申威411处理器产品说明书5成都申威科技有限责任公司4、产品规格及应用说明"申威411"处理器提供6种规格的量产芯片.
"申威411"处理器还提供了灵活的可配置性——存储器接口路数可裁剪、PCI-E接口路数可裁剪,存储器类型/容量、芯片运行频率可配置——使得用户在以上6种规格的基础上可定制得到不同配置的处理器产品.
4.
1基本规格及应用领域"申威411"处理器根据核心数和和最高主频划分为2核心和4核心两个系列、各三种频率.
各种规格的配置情况及应用领域如下表所示.
申威211-1000申威211-1200申威211-1400申威411-1400申威411-1500申威411-1600核心数量1~21~21~21~41~41~4最高主频1.
0GHz1.
2GHz1.
4GHz1.
4GHz1.
5GHz1.
6GHz存储器接口单路单路单路单路/双路单路/双路单路/双路PCI-E接口单路/双路单路/双路单路/双路单路/双路单路/双路单路/双路热设计功耗20W20W20W35W35W35W典型运行功耗8W10W12W21W23W25W应用领域便携计算/工业控制瘦客户机/终端普通桌面高性能桌面应用型服务器中低端服务器用户可根据系统定义选择不同规格的"申威411"处理器产品.
4.
2深度定制在上述6种规格的处理器基础上,我们可以根据用户的需求进行深度定制.
1)存储器接口路数深度定制:对于四核系列处理器,存储器接口路数可配置为单路或双路;2)PCI-E接口路数深度定制:PCI-E接口路数可配置为单路或双路;3)核心数量深度定制:对于双核系列处理器,可配置处理器工作在单核模式;对于四核列处理器,可配置处理器工作在1~3核心模式.
申威411处理器产品说明书6成都申威科技有限责任公司4.
3可配置性说明"申威411"处理器的存储器接口路数、PCI-E接口路数都是可裁剪的,存储器类型/容量、芯片运行频率可配置.
更进一步,在4核、2核的基础上还可以对核心数量进行裁剪,并配置核心的SIMD部件开/关.
用户可根据应用需求进行配置,以降低功耗和开发成本.
(一)基本可配置性1、存储器接口路数可裁剪,存储器类型/容量可配置"申威411"处理器可在初始化过程中,通过维护接口外接BMC芯片对特定寄存器的配置来选择屏蔽某一路存储器接口,使得处理器工作在双路/单路存储器接口模式.
并且存储器接口支持多种连接配置(BMC可根据连接的内存类型自动配置),可连接*8和*16位结构的DDR3SDRAM存储器芯片,也可连接单Rank或双Rank的DDR3UDIMM或RDIMM存储器条.
每路存储器接口支持的主存容量情况如下:颗粒类型颗粒容量单Rank容量双Rank容量x81Gb1GB2GB2Gb2GB4GB4Gb4GB8GB8Gb8GB——x161Gb——1GB2Gb1GB2GB4Gb2GB4GB8Gb4GB8GB存储器接口路数、型号可配置带来的好处:1)在中低端应用中减少一路存储器接口,可以降低PCB的开发成本;2)用户可根据不同的应用场景以及成本考虑,选择连接不同类型、不同容量的存储器,降低开发成本.
2、PCI-E接口路数可裁剪"申威411"处理器集成了两路PCI-E接口,在某些应用中可选择其中一路进行基本的I/O扩展,另一路直接关闭.
关闭的方法:一是可以通过主板设计屏蔽掉其中一个PCI-E接口,二是可以通过维护接口外接BMC芯片对特定寄存器的配置关闭(复位)其中一个PCI-E接口控制器.
集成两路PCI-E接口及接口路数可配置的好处有:1)基本应用需求时,只需要将其中一路PCI-E接口连接I/O套片,而屏蔽另外一路,这样可以降低PCB的开发成本;2)高级应用需求时,可以将其中一路连接I/O套片做基本扩展,另一路进行高级扩展,从而申威411处理器产品说明书7成都申威科技有限责任公司又有良好的可扩展性.
3、运行频率可配置"申威411"处理器的核心主频、存储器接口工作频率以及片内互联工作频率都可以进行配置,以适应不同的应用场景.
1)核心主频可配置有两种方式可配置核心主频:一是在主板上通过芯片引脚固定设置;二是在处理器初始化过程中,通过维护接口外接BMC芯片对特定寄存器的配置来设置.
不同型号的"申威411"处理器所能达到的最高主频不同,但都可以进行降频操作,以降低运行功耗.
经实测在4个核心全部工作时,典型应用中主频每降低200MHz,整个芯片的功耗可下降1.
5W左右.
2)存储器接口工作频率可配置:有两种方式可配置存储器接口工作频率,一是在主板上通过芯片引脚固定设置;二是在处理器初始化过程中,通过维护接口外接BMC芯片对特定寄存器的配置来设置.
典型的存储器接口的工作频率有266MHz、333MHz、400MHz等.
在对存储性能要求不高的应用中,降低存储器接口的工作频率可以选择频率指标较低的主存以降低系统成本.
3)片内互联工作频率可配置:有两种方式可配置片内互联的工作频率,一是在主板上通过芯片引脚固定设置;二是在处理器初始化过程中,通过维护接口外接BMC芯片对特定寄存器的配置来设置.
在满足片内核心间通信性能需求的基础上,降低片内互联的工作频率可进一步降低芯片功耗.
经实测,片内互联工作频率每降低200MHz,功耗下降0.
4W左右.
(二)深度可配置性1、核心数量可裁剪"申威411"处理器在2核、4核的基础上还可以对核心数量做进一步裁剪,使处理器运行在单核、3核等模式.
配置方式是在初始化过程中通过维护接口外接BMC芯片对特定寄存器的配置来选择屏蔽相应核心.
核心数量可配置带来的好处:被屏蔽的核心处于极低频复位状态,只有静态功耗,从而可以有效降低芯片运行功耗.
在1.
4GHz主频下实测,典型应用中每关闭一个核心可降低功耗2.
0W左右.
2、核心SIMD部件可配置"申威411"处理器核心中的SIMD短向量部件可以选择动态关闭,以进一步降低运行功耗.
关闭由操作系统控制.