[첨단 헬로티]

스마트 커넥티드 디바이스용 시그널 프로세싱 플랫폼 및 AI 프로세서 라이선스 기업인 CEVA가 음성, 비디오, 통신, 센싱 및 디지털 신호 제어 애플리케이션에서 디지털 신호 처리의 새로운 알고리즘을 활용하기 위한 새로운 다목적 하이브리드 DSP/컨트롤러 아키텍처인 ‘CEVA-BX’를 10일 발표했다.

현재 자동차 및 산업 시장은 급성장하고 있지만 레거시 DSP 혹은 낮은 DSP co-processing 기능만을 지원하는MPU/MCUs로는 필요한 기능이 제대로 지원되고 있지 않다. 이러한 상황 속에서 CEVA-BX 아키텍처는 모터 제어 및 전력화에 필요한 범용 DSP 기능을 제공함으로써 새로운 시장으로 포트폴리오를 확장한다. 

CEVA-BX는 하이 레벨 프로그래밍과 대규모 제어 코드에 요구되는 컴팩트한 코드 사이즈로 저전력의 DSP 커널 구현이 가능한 새로운 종류의 DSP 아키텍처를 제공한다. 또한 11 단계의 파이프 라인과 5-way VLIW 마이크로 아키텍처를 사용해 듀얼 스칼라 컴퓨팅 엔진, 로드/스토어 및 프로그램 제어 연산 유닛들의 병렬 처리를 지원한다. 특히, TSMC 7nm 공정 노드에서 공통 표준 셀 및 메모리 컴파일러를 사용해 2GHz의 속도에 도달할 수 있다.

CEVA-BX ISA(Instruction Set Architecture, 명령어 집합 아키텍쳐)는 높은 정밀도를 가진 센서 융합 및 포지셔닝 알고리즘을 위한 8bit/16bit/32bit 부동 소수점 유닛 뿐 아니라 신경망 추론, 노이즈 감소, 에코 제거 등에 널리 사용되는 SIMD(Single Instruction Multiple Data, 단일 명령 다중 데이터)에 대한 지원을 통합한다.

린리 그룹(The Linley Group)의 선임 애널리스트 마이크 델머(Mike Demler)는 “소비자 가전, 자동차, 산업 및 헬스케어 디바이스는 카메라, 마이크, 환경 및 동작 감지기와 같은 멀티플 센서를 점차적으로 통합하고 있으며, 이들은 디바이스 상에서 데이터를 융합, 해석 및 처리한 후에 무선 링크를 통해 클라우드로 전송된다”라며, “엣지 디바이스에서 이러한 강력한(Heavy-duty) 신호 처리 작업량을 처리하려면 제어와 DSP 기능의 효과적인 조합이 필요하다. 이에 CEVA-BX는 별도의 CPU와 DSP 코-프로세서를 필요로 하지 않으면서 스마트 디바이스의 성능을 최대로 발휘하게 하는 하이브리드 아키텍처를 채택한다"고 말했다. 

CEVA-BX는 C 컴파일러 효율성을 최대치로 만들기 위한 많은 직교 범용 레지스터 세트(Large orthogonal general purpose register set), 브랜치 오버 헤드를 최소화를 위한 혁신적인 BTB (Branch Target Buffer, 브랜치 예측 기법), 코드 루프의 전력 소비를 줄이기 위한 하드웨어 루프 버퍼, 완전하게 캐시된 메모리 시스템 및 모든 표준 C타입에 대한 기본 지원과 같은 첨단 마이크로 프로세서 아키텍처의 핵심 아키텍처 원리를 적용한다. 

CoreMark/MHz 점수는 4.5를 획득하였으며, 이는 아키텍처의 우수한 제어 기능을 말해준다. CEVA-BX의 고객은 자사 고유의 ISA를 CEVA-Xtend를 통해서 추가할 수 있으며 이를 통해 자사 고유 알고리즘을 가속화할 수 있다. 또한 CEVA의 자동 큐와 버퍼관리(automatic Queue and Buffer management) 메커니즘을 통해 하드웨어 가속기를 추가하고 CEVA-BX 코어 클러스터를 구현할 수 있다.

CEVA의 마케팅 부문 부사장인 모시 셰이어(Moshe Sheier)는 "CEVA-BX 아키텍처는 지능형 커넥티드 디바이스에서 필요로 하는DSP 및 일반적인 제어 작업을 위한 ‘단일 컴퓨팅 섬(Single compute island)’이라고 할 수 있는 고성능 하이브리드 아키텍처를 제공함으로써 ‘범용 DSP’의 개념을 새롭게 혁신했다”라며, “또한 하이 레벨 프로그래밍 모델과 병렬 처리를 사용하여 특수 목적의 구형 DSP와 컨트롤러의 성능 부족 및 프로그래밍 문제를 해결한다”고 말했다.

CEVA-BX는 기본적으로 두 가지 구성으로 제공된다. 단일 32X32비트 MAC 및 쿼드 16X16비트 MAC를 지원하는 ‘CEVA-BX1’과, 쿼드 32X32비트 MAC 및 옥타 16X16비트 MAC를 지원하는 ‘CEVA-BX2’이다. 뿐만 아니라 16x8비트 및 8x8비트 MAC 작동을 지원할 수도 있다.

CEVA-BX2는 5G PHY 제어, 다중 마이크로폰 빔포밍 및 음성 인식을 위한 신경망 네트워크와 같은 작업이 집중적으로 부하될 때, 이를 초당 최대 16 GMACs의 성능으로 처리한다. CEVA-BX1은 셀룰러 IoT, 프로토콜 스택, 상시 센서 융합과 같은 저-중급 사양의 DSP 작업량을 초당 최대 8 GMACs의 성능으로 처리한다. 보안은 엄격한 안전 표준을 준수하기 위해 신뢰할 수 있는 전용 trusted execution 모드를 통해 실행된다.

CEVA-BX 제품군에는 첨단 LLVM 컴파일러, 이클립스(Eclipse) 기반의 디버거, DSP 및 신경망 네트워크 컴퓨팅 라이브러리, 안드로이드 NN API, ARM NN 및 텐서플로 라이트(Tensorflow Lite), 업계 최신의 실시간 운영 체제(RTOS, Real Time Operating Systems)와 같은 신경망 네트워크 프레임워크를 포함한 종합적인 소프트웨어 개발 툴 체인이 포함돼 있다.