富士通研、CPU間光インタコネクト向けのシリコンフォトニクス光源を開発

　

　富士通研究所は9月16日、CPU間での大容量・高速通信を可能とする光によるインタコネクト(データ伝送)を実現するために必要となる、光送受信器用のシリコンフォトニクス光源を開発したことを発表した。

　スーパーコンピュータ(スパコン)は2018～2020年ころにかけてExaスケールの実現に向けた取り組みが進められているが、CPUから数10Tbpsで転送されるデータの入出力を実現するためのインタコネクト技術を確立する必要がある。しかし、その転送レートでは、従来の銅配線による電気インタコネクトでは、伝送速度の高速化が限界とされており、より高速にデータ転送が可能な光インタコネクトをCPU間のデータのやりとりにも適用しようという動きがある。

　大容量光インタコネクト技術

　光送受信器の送信部は、光を出す光源とその光に情報を乗せる光変調器で構成され、光変調器は、低消費電力化および小型化に有利なリング共振器を用いた構成が望まれるが、光送受信器はCPUの近くに配置されるため、CPUからの発熱の影響などにより、光源からの発振波長とリング共振器型光変調器の互いの動作波長が合わなくなると、光に情報が乗らなくなるという問題があり、これを一致させるためには温度調整機構が必要で、光送受信器の小型化・低消費電力化を妨げる要因となっていた。

　CPUモジュール内の光送受信器

　今回、同社では光源と光変調器に用いるリング共振器のサイズを共通化することで、CPUの発熱などによる温度変化に対する、光源の発振波長と光変調器の動作波長の動きを一致させることに成功した。これにより、従来は必要だった光変調器の温度調整機構が不要となり、光送受信器の送信部が小型・低消費電力になり、今回の試作では送信部の長さは1mm以下を実現しており、これを多数並べることで、CPUモジュールに搭載可能なサイズで、大容量光インタコネクトを可能とする光送受信器の実現が期待できるようになるとしている。

　シリコンフォトニクス光送受信器の送信部

　今回開発した技術を用いることで将来のExaスケールのスパコンやハイエンドサーバに用いる大容量光インタコネクトの大規模化、低電力化が可能となり、高速コンピュータの実用化が期待されることから、同社では今後も、大規模集積技術との融合により、大容量光インタコネクトを実現する技術の開発を進めて行く予定としている。

ST、小型パッケージを採用した6軸対応のマルチセンサモジュールを発表

　

　STMicroelectronicsは、4mm×5mm×1mmの小型パッケージに加速度と角速度を各3軸で検出するセンサを集積したマルチセンサ・モジュール「iNEMO」の新製品として「LSM330DLC」を発表した。

　同製品は、6種類の検知項目(6DoF:6Degrees of Freedom)に対応しており、同社の3軸加速度センサ「LIS3DH」およびジャイロ・センサ「L3GD20」とのソフトウェア互換性により、こうした単体センサのユーザが、設計を同製品向けに変更することで、パッケージ・レベルでの統合メリットを得ることも可能となっている。

　また、同モジュール・ソリューションを用いることで、2個のセンサの基準軸のアライメントが高精度になる。加速度検出範囲は2～16Gで、ユーザによる設定が可能だ。また、角速度検出範囲は、ピッチ/ロール/ヨー軸において、250～2,500dpsとなっている。

　さらに、パワーダウン/スリープ・モードを搭載しているほか、FIFOメモリ・ブロックの内蔵により、きめ細かな電源管理が可能となっている。

　なお、同製品はすでにサンプル出荷を開始しており、単価は1000個購入時で約3.2ドルとなっている。

　4mm×5mm×1mmの小型パッケージのマルチセンサ・モジュール「LSM330DLC」

Micrel、IEEE 1588v2対応イーサネットスイッチICファミリを発表

　

　Micrelの日本法人であるマイクレル・セミコンダクタ・ジャパンは9月14日、都内で会見を開き、工業用イーサネットおよびスマートグリッドやオートメーション向けIEEE 1588v2対応イーサネットファミリ「KSZ84xx」ファミリを発表した。

　同ファミリは、同社の「EtherSynchテクノロジ」を使用することで、IEEE 1588v2の分散クロック同期、イーサネット・スイッチング、およびプレシジョンGPIOを、10mm×10mmの小型パッケージで、かつ300mW未満の低消費電力で動作させることを実現している。

　中央集中型と分散化型ネットワークトポロジの両方をサポートする10/100Mイーサスイッチで、IEEE 1588v2で導入されたトランスペアレント・クロック(TC)を含めたプリサイス・タイミングプロトコルのすべてのタイミングモードが提供されており、多様なCPUとのインタフェースを可能とする複数のホストインタフェースも提供されている。

　KSZ84xxファミリと他製品の性能比較

　同ファミリはIEEE 1588v2、MII/RMIインタフェース付き3ポートスイッチ品「KSZ8463」、同汎用ホストインタフェース付き3ポートスイッチ品「KSZ8462」、同汎用ホストインタフェース付き1ポートコントローラ品「KSZ8441」の3製品で構成されており、すでにサンプル出荷を開始しており、量産は2012年第1四半期に開始される予定。また、これらの製品の性能を引き出すための最適化されたプリサイス・タイミングプロトコル・ソフトウェア・スタックとドライバも提供される予定となっている。

　ブロック図による3製品の機能概要

　また、同ファミリの提供に合わせて、KSZ8463を搭載した評価ボードの提供も開始となっている。

　IEEEが規定しているIEEE 1588v2のジッタは1000ns以下だが、実際にKSZ84xxデバイスを用いた際のジッタは100ns以下となっており、十分に必要条件を満たしているという

　KSZ8463を搭載した評価ボード

デザイン・ゲートウェイ、AlteraのFPGA向けSATA3.0対応IPコアの出荷を開始

　

　デザイン・ゲートウェイ(DG)は9月12日、シリアルATA(SATA)3.0の6Gbps転送に対応した、Alteraの40nmプロセスFPGA「Stratix IV GX」向けSATA-IPコアの出荷を開始したことを発表した。

　デザイン・ゲートウェイ マネージャーの石川康彦氏

　「SATA対応のHDD、SSDともに価格下落が続いており、組み込み分野でもフラッシュメモリの代わりにSATAのドライブを活用したいとうニーズは高まっている。しかもSSDへ移行しようと思うと、SATAの性能がボトルネックになることを考えれば、同IPは十分な訴求力になる」(デザイン・ゲートウェイ マネージャーの石川康彦氏)という。

　実際に組込機器へのSATAの実装方法は2つ。1つはSATAコントローラを搭載したASSPを用いる方法。もう1つがFPGAにIPコアを搭載して用いる方法だ。前者はチップ単価は低いが、MOQ(Minimum Order Quantity:最小注文数量)が数千から数万、時には数十万というオーダーからということが多く、またデータシートもそうした大口顧客向けにのみ開示されることが多いほか、サポートもそうした大口顧客が優先されることが多い。

　後者のFPGAへのIPの搭載は、FPGAの単価はASSPに比べて高いものの、プロトタイプ作製にFPGAが良く用いられることを考えれば、その延長線上での活用という意味では「価格は相殺できると思われる」(石川氏)であり、組込機器として、さまざまな機能をFPGA1チップ内に詰め込みたいというニーズにはマッチするとしている。

　SATA対応のSSDとHDDの概要

　今回提供されるSATA3のIPコアはStratix IV GXのGXB(高速シリアル通信機能ブロック)を用いてSATAチャネルを実装しようというもの。IPコアはLink層を実装(Transport層の一部を含む)しており、Link層の上下層となるPHY/Application/Transport層についてはリファレンス・デザインで提供される。これは、「例えばBISTを組み込みたいというニーズがあった場合、PHY層にダイレクトにアクセスする必要があり、その場合、結局PHY層の開発を行わなくてはいけなくなる。そうしたことを考えると、リファレンスとして提供しておくのが妥当と判断した」(同)と説明する。

　また、同IPコア1つで、ホスト側とクライアント側の双方に対応可能だ。入力ビットを切り替えるだけで、どちらにでも対応することができるようになっている。

　SATA-IPコアの概要

　さらに、カスタマがスムーズな開発に移れるようにStratix IV GXボード上で実機動作可能な無償評価ファイルデータを用意。リード/ライト、ダンプ機能などが搭載されており、Alteraの開発ソリューション「Nios II」を用いて実行可能となっている。Stratix IVを搭載した評価ボードにはリファレンスデザインが搭載され、IPコア以外のPHY/Application/Transport層もHDLにて提供されるほか、Nios IIのファームウェアもCのソースコードで提供されるため、実機で動作を確認しながら、短期間での開発が可能だという。

　実際のAlteraのStratix IV GX評価ボードとSATAのドータボード。いづれもAlteraの代理店から入手可能。ちなみにStratix IV GXボードの方は参考価格ながら米国での販売価格は4,495ドルとなっている

　加えて、別売りでPCI Express(PCIe)とSATAのインタフェースを変換するボードも別売りで用意。これにより、最大8台までのRAID構成による開発も可能になるとう。

　実際の適用アプリケーションとしては民生機器のほか、産業機器や医療機器でも高精細な画質を求める4K2Kなどのハイビジョン以上の画質を実現するカメラを中心に考えている。「特に4K2Kの次世代ハイビジョンカメラのデータ転送レートは2GB/sと言われており、これを実現するためにはSATA3.0(理論値600MB/s)を4台RAID構成で組み、2.4GB/sとすることで対応できる」と、次世代ハイビジョンにも対応できることを強調する。

　評価ボードを用いて、開発に入る前に実際の性能を確かめることが可能だ。上記の写真の構成の場合のデモでは、SSDにはOCZの「Agility 3」60GBモデル「OCZ AGT3-25SAT3-60G」を用いて、1GBのデータ書き込みで448MB/s、同容量のデータ読み込みで562MB/sのほぼ理論上限に近い値を達成していることが確認できた

　なお、同IPコアのほか、同社では同じくAlteraのFPGA「Arria II GZ」向けにもSATA3.0対応IPコアの開発を進めており、今回のIPコアの立ち上げおよびカスタマサポートを第一としつつ、そちらも開発を行っていきたいとしている。

ダッソーとSIM-Drive、EV開発で提携 -SIM-DriveはEV開発第3号の募集を開始

　

　Dassault Systemsの日本法人であるダッソー・システムズとSIM-Driveは9月12日、SIM-Driveが進めている電気自動車(EV)の先行開発車事業において、Dassuaultの「CATIA Version6(V6)」に関する長期提携契約を締結したことを発表した。また、併せてSIM-Driveは2012年2月23日から2013年3月31日まで、先行開発車事業第3号を実施することを決定し、参加機関の募集を開始したことを発表した。

　同契約に伴いSIM-Driveでは、V6を3つのステップにわたって活用していく計画だ。第1ステップでは、SIM-Drive内部および各協力企業などから同社に駐在するエンジニアなどが、内部でV6を用いて一元的に設計を行うというもの。第2ステップは、SIM-Driveの外部から参加企業などがオンラインでデータなどをリアルタイムでレビューすることを可能にする段階、そして第3ステップは、SIM-Driveの成果を実際のEVの量産などの際に、SIM-Driveのデータ(V6)と工場などをオンラインで結ぶことで、その成果をリアルタイムで活用できるようにするというものである。

　V6を用いることで、設計・開発者のみならず、製造、サポートといった領域までデータをシームレスに統合管理することが可能となるというのがDassaultの説明

　SIM-Driveの代表取締役社長である清水浩氏(慶應義塾大学環境情報学部教授)

　SIM-Driveの代表取締役社長である清水浩氏(慶應義塾大学環境情報学部教授)は、「2011年1月から2012年3月にかけて第2号車の開発が進行中で、現在、開発が佳境に入ったところ。元々CATIAはVersion 5から用いていたが、この第2号車の開発に際し、ダッソーに参加してもらい、V6の活用を始めた。今回の長期契約はこの延長線上にあたるもの」と今回の契約の背景を説明する。

　また、併せて、SIM-Driveでは2012年に第3号を作る計画を立てており、こちらでもV6を活用していく計画。「CATIAは、自動車開発に関わるあらゆる部門、職能スタッフにとって利用可能な柔軟性と拡張性、利用のし易さを備えたシステム。SIM-Driveに参加する企業とのコラボレーションとコミュニケーションを行うために適したシステムで、SIM-Driveで開発する技術を世界中に発信するために有効なシステムでもある」とV6を使うことで、多くの企業との連携がより進むことを協調した。

　左から第1ステップ、第2ステップ、第3ステップ。ステップを踏むごとにデータを活用する企業の領域が拡大していく

　なお、第3号はこれまでの第1号、第2号とはまた異なる車種の開発を目的としており、具体的な車種の選定は参加企業の合意に基づいて決定される予定。ただし、いずれもインホイールモーターやコンポーネントビルトイン式フレームなどのプラットフォーム部分は共通アーキテクチャとして活用していく方針となっている。この共通プラットフォームの活用について清水氏は「インホイールモーターにとって、ホイールベースが5cmや10cm変更されても、実は大きな差は生じないことがこれまでの研究で分かっている。そのため、1～3号までのシャシーについてはそのサイズの大小問わずに共通プラットフォームということができる」と説明している。

　SIM-Driveのビジネスモデル(左)とインホイールモーターなどの共通プラットフォーム部分の技術