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多核处理器指南

第四版

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“多核处理器指南”(第4版)深入介绍了具有四个或更多CPU内核的32位和64位高速嵌入式处理器。这份完全修订的报告来自The Linley Group，包含190多页关于AMD、Baikal、Broadcom、Cavium、Intel、Kalray、Macom (AppliedMicro)、Mellanox (Tilera/EZchip)和NXP高端处理器的信息。

该报告主要关注具有四个或更多CPU内核运行在1.0GHz或更高频率的通用RISC和x86处理器，不包括专用架构(如dsp、npu)。本报告涵盖嵌入式应用的处理器，重点关注网络、通信、存储和安全;它不包括为服务器或移动设备设计的多核产品。(我们在其他报告中介绍了这些处理器，以及具有四个或更少CPU内核的嵌入式处理器。)

“多核处理器指南”详细介绍了AMD的Opteron系列产品;Broadcom的XLP II和Stingray系列;Cavium的Octeon TX和Octeon III家族;英特尔的嵌入式至强和至强- d系列;Kalray的Bostan和Coolidge处理器，Macom的Helix系列处理器;Mellanox的BlueField家族;NXP的QorIQ LS1系列、LS2系列、T4系列。

这本便利的指南，包含有价值的信息，为您带来这个重要市场的最新发展，并为您提供所需的分析，以帮助您选择供应商或合作伙伴。该报告还提供了嵌入式和多核市场的市场份额和市场规模数据。

“多核处理器指南”以介绍这些产品实现的关键技术、嵌入式市场背景以及对最新技术和市场趋势的讨论开始。在这些介绍性章节之后，报告全面介绍了该领域所有已宣布的产品。对于每个主要供应商，报告都检查了每个产品的性能、功能和架构，以一致的、易于比较的方式突出优点和缺点。报告的最后，我们对这些产品进行了比较，并得出了哪些产品表现最好的结论。

这一版有什么新消息

自2016年发布上一版本报告以来，我们更新了报道内容，纳入了许多新的公告，包括:

Broadcom的Stingray产品
Cavium的armv8兼容Octeon TX处理器
NXP最新的基于arm的LS1-和ls2系列处理器
英特尔的新至强(Skylake)处理器和至强D处理器
Mellanox基于arm的新型BlueField处理器
2016年最终市场规模和供应商份额
嵌入式处理器预测到2021年

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执行概要

多核处理器为可分为许多小任务(称为线程)的应用程序提供了最佳性能和灵活性。在嵌入式系统中，这些产品最常见的应用是网络，因为每个数据包通常都有自己的线程。包处理在广泛的网络和通信设备中很常见，包括路由器、安全设备、存储子系统、宽带基础设施和蜂窝基站。

为了简化编程，这些多核处理器采用通用指令集，如x86、Power Architecture (PowerPC)、MIPS和ARM。这一特性将它们与专用网络处理器(npu)和包处理专用集成电路(asic)区分开来，前者使用自定义指令集，更难编程，后者根本无法编程。大多数多核嵌入式处理器还包括加速包处理任务的专用硬件。因此，它们被广泛用于需要可编程性、自定义和高性能的复杂网络应用程序。此外，这些器件对于需要通用可编程性的广泛嵌入式系统非常有用。

我们估计通用嵌入式处理器的总收入在2016年增长了3.3%，达到43亿美元的新高。但一些细分市场，如无线通信，在2016年有所下降。这种萎缩主要是由于中国无线基站部署放缓，以及越来越多地使用定制专用专用集成电路(asic)而不是商用芯片。其他领域也在增长:安全、互联网网关、汽车、工业和存储。

英特尔在嵌入式处理器市场的收入仍然领先。尽管功耗相对较高，功能集成相对较差，但英特尔的产品提供了业界最好的单线程性能——这在控制平面处理方面具有很大优势。收购第二大FPGA供应商Altera，为未来集成嵌入式处理器和可编程逻辑的产品创造了机会。2015年和2016年，英特尔还成为通信多核处理器的领先供应商——这一位置多年来一直由飞思卡尔(现NXP)占据，后者遭受了无线业务放缓的影响。

始于2015年的行业整合浪潮持续到了2016年和2017年。安华高收购了博通，现在以博通有限公司的名义运营。Mellanox收购了EZchip，后者此前收购了Tilera。Macom收购了AppliedMicro，并立即开始为处理器业务寻找买家。然而，2017年最大的并购案仍然悬而未决:高通对恩智浦的收购，后者最近才吞并了飞思卡尔。如果这笔交易在年底前如预期那样成功，那么将只有英特尔成为比英特尔更大的半导体公司。高通正凭借其兼容armv8的新型Centriq处理器进入服务器市场，有望在2018年或2019年适用于高端嵌入式应用。高通与恩智浦的交易最有可能重新安排嵌入式处理器市场。

博通在2016年保持了第三大嵌入式处理器供应商的地位。该公司去年的市场份额有所增长，主要得益于其基于arm的StrataGX系列产品的成功。然而，兼容mips的XLP系列正在逐渐消失，该公司将其下一代兼容arm的Vulcan处理器卖给了Cavium。相反，博通推出了新的BCM58800系列，该系列拥有多达8个强大的ARM cpu。尽管它仍然不如高端XLP芯片强大，但它支持100Gbps网络和其他最新功能。

作为全球第四大嵌入式处理器供应商，Cavium在2016年再次实现了健康增长。兼容mips的Octeon芯片仍然是摇钱树，但该公司正在迅速转向ARM架构。兼容armv8的Octeon TX系列解决了中端高性能市场，我们预计从Broadcom收购的Vulcan处理器将在2018年加强Cavium的产品线。虽然Cavium相对简单的cpu在单线程性能上落后，但它们的小尺寸可以实现大型多核设计。因此，该公司专注于数据平面，在这个平面上，它的许多小型cpu和丰富的硬件加速器是理想的。

AMD于2015年凭借Opteron A1100系列进入基于ARM的嵌入式处理器市场，但它缺乏未来ARM产品的路线图。相反，它正在重新聚焦x86市场。2018年，我们预计将看到首款基于全新Zen CPU核心的高性能嵌入式处理器，这款处理器使该公司的服务器和pc处理器业务焕发了活力。基于zen的芯片应该会与英特尔(Intel)的中端嵌入式至强(Xeon)处理器形成强有力的竞争。

在吸收EZchip和Tilera之后，Mellanox计划在2018年推出基于arm的新型BlueField处理器。这款16核旗舰芯片将在智能网卡设计和存储阵列领域展开激烈竞争。它集成了一个子系统，实际上是一个芯片上的Mellanox ConnectX-5以太网适配器，其双100千兆以太网(100GbE)端口的目标是200Gbps网络。它还实现了用于网络SSD存储阵列的非易失性内存快速fabric (NVMe-oF)等新标准。BlueField取代了Tilera在收购之前设计的基于arm的100核芯片。

另一个竞争对手是法国初创公司Kalray。Kalray的256核芯片采用可编程的工业标准工具的专有架构，目标是大规模并行处理和实时应用。更新、更小的设计应该更容易编程，并增加安全性和机器学习的加速。总体而言，嵌入式处理器行业仍然充满活力，向ARM的过渡势头正在增强。尽管如此，我们预计英特尔和x86架构将在未来几年统治市场。