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集:英国株式会社 (4)マルチコアDSPで無線インフラx場へ

今から2000Qほどi、ローマ人が配していたイギリス南陲莄弌璽后Bath)は、a泉が湧きお風呂の語源にもなった莂任△襦ここに世cの半導メーカーやシステムメーカーを相}にする、{い半導ファブレス企業がある。創立7QのpicoChip Designs社の経営陣はグローバルな企業からやってきた人たちが圧倒的にHい。Oak Technology、IBM Microelectronics、Cadence Design Systems、Conexant Systems、Agere Systems、Vodafone、Analog Devicesなど世cQ地の企業から集まっている。

picoChip社がuTとするは、ワイヤレス分野に化したマルチコアDSPプロセッサだ。「使いやすく、コスト・パフォーマンスがよく低消J電であり、mWあたりのMIPS性Δ来のDSPと比べて10〜40倍優れている」と同社マーケティング担当副社長のRupert Bainesはいう。同は欧j陸のAtlantic Telecom、そのiはAnalog Devicesにもいた。

狙うx場は、セルラー電Bの3G以TのHSDPA、HSUPA、LTE、フェムトセルなどのセルラーネットワークに加え、WiMAXネットワークなど新しい高]ネットワークの基地局向けチップである。に、最ZR`されているフェムトセル向けにはこれまでのような高価なDSPは使えない。フェムトセルは家庭やオフィスで使う小さな基地局だからである。せいぜい家庭ルーター度の価格に納めなければならない。


picoChip社マーケティング副社長Rupert Baines

^真5 picoChip社マーケティング副社長Rupert Baines


実は、Bainesが述べたこの数Cはvのh価機関であるBDTI(バークレイ・デザイン・テクノロジー社)がベンチマークテストしたもので、picoChip社の最初のPC102と、Texas Instruments社のハイエンドDSPTMS320C6455を1GHzで動作させ、Freescale SemiconductorのDSP MPC8144を1GHzで動作させて比較したもの。PC102は160MHzで動作させた。絶甘な性Δ癲▲戰鵐船沺璽・チャンネル数、チャンネル当たりのコストなどで比較している。ニュースリリースが出ている(http://www.picochip.com/press/press_releases/press099)。

picoChipは単なるファブレスの半導企業ではない。チップ開発に要なレファレンスデザインボードや、3G/WiMAX、LTEすべてをカバーするソリューションまでも提供する。半導チップそのものの性Δ良いだけではない。ソフトウエア無線擬阿任△襪燭瓠▲戞璽好丱鵐廟濕をソフトウエアだけで変できる。だから、3GやLTEになろうが、WiMAXになろうが関係なくどちらにでも官できる。

DSPチップとしては、高性Αδ祺然福Ε侫譽シビリティと拍子△┐身焼である。同社はまだベンチャーといえるような小さな企業で、バースに本社をき、業^は130@度だ。ここに90数@ほど集い、30@度が世cQ地のセールスオフィス(B、東B、ボストン、ソウル、サンジェゴなど)にいる。ベンチャーキャピタルから4vに渡る融@をpけてきた。\術アドバイザリボードには、XMOS Semiconductor社の創立vでもあるDavid Mayブリストルj学教b(英国集(2)を参照:)も@を連ねている。

130nmルールで作った最初のチップPC102は2004Qに10~20万個攵し、今は90nmの2世代チップは2006Qに発売した。で100万個にも達するという。今Q発売するチップは65nmルールで作るPC20x、PC302/305を予定している。|をいくつか設けているのは、jきな基地局からフェムトセルまで広くカバーするためである。

picoChip社のマルチコアDSPチップは1チップ屬16ビットのDSPコアを数個並`に並べた構]をもつ。マルチコアにした理yは、シングルコアで性Δ屬欧訃豺腓縫肇薀鵐献好真堯△垢覆錣船船奪C積が\加してしまうためだ。2007QにIntel社が分析調hしたT果、MIPS数で性Δ2倍に屬欧襪里覆薀肇薀鵐献好C積は3倍に\え、4倍に屬欧譴9倍にも\えてしまうことがわかった。


ЮのあるマルチコアDSPチップ

^真6 ЮのあるマルチコアDSPチップ


picoChip社は、理[的なDSPを分析し、何トランジスタで何MIPSのDSPが1個のDSPコアとしてベストなのかを検討した。そのT果、16ビットのDSPコアで100〜200MHzで動作させた、3ウエイVLIWアーキテクチャが最適だと見出した。このコアを最小のビルディングブロック単位として、300個度並`動作するマルチコアDSPを設した。最初のチップであるPC102(130nmプロセス)では、308個のDSPコアを集積した。このチップの性Δ蓮▲ロック周S数160MHzで、197GIPS(giga instructions per second)、積和演Q]度は38.6GMACs、メモリーの転送]度は3.3Tビット/秒と極めて高い性Δ鮨した。ただし、k世代のPC102の消J電は5Wとややjきい。


PC102には308個のDSPコアが並んでいる

図6 PC102には308個のDSPコアが並んでいる


性ΔDSPコアの数に比例するが、C積もその分jきくなる。このPC102を4個並べDSPを1200個のコアに並`動作させると、800GIPSになるとしている。最もjきな模の商システムは4800個のDSPコアで3.3TIPSという性Δ鮨した。ちなみに現在出荷中のPC202は90nmプロセスで]しており、20〜30ドル度の価格だという。


現在出荷中の90nm

^真7 現在出荷中の90nm


同じ機ΔFPGAで実現しようとすると、C積効率はKい。FPGAや来のDSPと比較するとシリコンC積当たりの性Α扮Q数/mm2)は専のASICよりはKいものの、プログラマブルデバイスの中では最も良い位にいる。

Q|の無線擬阿瓦靴討魯愁侫肇Ε┘△農擇えられる、ソフトウエア無線である。ソフトウエアは来のDSPのプログラムと同様、C言語あるいはアセンブラ言語で書ける。プログラムをブロックダイヤグラムとTびつけることができる。デジタルLSIで最Zよく見かけるCADとCAEをTびつけ、LSIの性Δh価できるようにしているようなものだという。

picoChip社はファブレス半導が主なビジネスではあるが、ソフトウエアおよびハードウエア開発ツールも提供している。W-CDMAやHSDPA、LTE、CDMA2000/EVDO、WiMAXなどのQ|の通信擬阿瓦靴討魯愁侫肇Ε┘△棺茲垢襪燭瓠▲愁侫肇Ε┘▲螢侫.譽鵐好妊競ぅ鵑鮖箸ぁ▲船奪廚屬離ぅ鵐織侫А璽垢筌蓮璽疋Ε┘△諒に瓦靴討魯蓮璽疋Ε┘▲廛薀奪肇侫ームを使う。それぞれ10|類をえるツールがある。Qツールは最小の機Δ鮑椶擦討△蝓△海譴世韻任皀轡好謄爐倭箸瓩襦すなわちソリューションとなっている。

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