شركة معالجة البيانات المتدفقة

كان هدف مشروع Imagine تطوير معالج إشارات وصور قابل للبرمجة بلغة C ، مصمم لتوفير كثافة الأداء وكفاءة معالج متخصص (مثل ASIC المدمج ). وقد أثبت المشروع بنجاح مزايا معالجة البيانات المتدفقة. تتوفر تفاصيل مشروع Imagine ونتائجه على صفحة مشروع Imagine بجامعة ستانفورد . كما أظهر العمل أن العديد من التطبيقات، بدءًا من معالجة النطاق الأساسي اللاسلكي ، والرسومات ثلاثية الأبعاد، والتشفير ، وتوجيه بروتوكول الإنترنت ، وصولًا إلى معالجة الفيديو، يمكنها الاستفادة من كفاءة معالجة البيانات المتدفقة. وقد ألهم هذا البحث تصميمات أخرى، مثل وحدات معالجة الرسومات من ATI Technologies ، بالإضافة إلى معالج Cell الدقيق من Sony و Toshiba و IBM .

تضمنت المخرجات الرئيسية لبرنامج "تخيل" ما يلي:

• هندسة تيار التخيل
• نموذج برمجة التدفق
• أدوات تطوير البرمجيات
• الرسومات القابلة للبرمجة وتطبيقات الوسائط في الوقت الفعلي
• نموذج أولي لتقنية VLSI (تم تصنيعه بواسطة شركة TI)
• منصة تطوير معالج التدفق (لوحة تطوير نموذجية)

حصل دالي، برفقة أعضاء آخرين في فريقه، على ترخيص من جامعة ستانفورد لتسويق التقنية الناتجة. تأسست شركة ستريم بروسيسورز (SPI) في كاليفورنيا عام ٢٠٠٤. وبقي البروفيسور دالي في ستانفورد، وعيّنت الشركة الخبير المخضرم في هذا المجال، تشيب ستيرنز، رئيسًا تنفيذيًا لها في ديسمبر من ذلك العام. ^{[ ١ ]} وحتى يونيو ٢٠٠٦، تمكنت SPI من جمع ٢٦ مليون دولار من ثلاث شركات رأس مال مخاطر بارزة هي: أوستن فنتشرز ، ونورويست فنتشر بارتنرز ، ووودسايد فاند.

أطلقت الشركة أول منتجين لها بالتزامن مع المؤتمر الدولي للدوائر المتكاملة الصلبة ( ISSCC ) في فبراير 2006 ^{[ 2 ]} ، وقدمت منتجين آخرين منذ ذلك الحين. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

يقع المقر الرئيسي لشركة SPI في سانيفيل، كاليفورنيا ، بالإضافة إلى مجموعة تطوير البرمجيات (SPI Software Technologies Pvt. Ltd) الموجودة في بنغالور، الهند .

في يناير 2009، قبل المؤسس المشارك، البروفيسور بيل دالي، منصب كبير العلماء في شركة NVIDIA . ^{[ 5 ]} وفي الوقت نفسه، استقال من منصب رئيس مجلس الإدارة. ^{[ 6 ]} وفي مقابلة، تحدث دالي عن تجاربه مع الشركات الناشئة قائلاً: ^{[ 6 ]} "لقد أسستُ بنفسي العديد من الشركات الناشئة في مجال الرقائق الإلكترونية. الأمر يزداد صعوبة. المخاطرة عالية جدًا. إذا كنتَ تُؤسس شركة ناشئة في مجال الرقائق الإلكترونية، فأنتَ بحاجة إلى مستثمرين صبورين ذوي موارد مالية ضخمة. يتطلب الأمر عشرات الملايين من الدولارات للوصول إلى المنتج الأول، و50 مليون دولار لتحقيق الأرباح. هذا صعب للغاية لأن المستثمرين يرغبون في تحقيق عائد استثماري مضاعف. آمل أن نعود إلى أيام الاكتتابات العامة المتكررة ، وأن نتجاوز عمليات الاستحواذ السريعة. هذا ليس ما نراه الآن. وإذا كانت الرقاقة قابلة للبرمجة، فإن التكلفة ستكون أعلى بكثير."

في صيف عام 2009، غادر الرئيس التنفيذي ستيرنز الشركة وحل محله مايك فيستر، وهو مسؤول تنفيذي يتمتع بخبرة رفيعة المستوى في شركة كادنس ديزاين سيستمز وشركة إنتل .

في سبتمبر 2009 توقفت الشركة عن العمل. ^{[ 7 ]}

تتضمن البنية وحدة معالجة مركزية رئيسية (System MIPS) لتنفيذ مهام النظام، ونظامًا فرعيًا للمعالجة المساعدة DSP حيث يقوم معالج DSP MIPS بتشغيل الخيوط الرئيسية التي تستدعي وظائف النواة إلى وحدة المعالجة المتوازية للبيانات (DPU). بالنسبة للمستخدمين الذين يستخدمون المكتبات ولا ينوون تطوير كود DSP، فإن البنية عبارة عن نظام متكامل على شريحة واحدة قائم على معالج MIPS مع واجهة برمجة تطبيقات (API) لمعالج مساعد "صندوق أسود" . يستقبل موزع DPU استدعاءات وظائف النواة لإدارة عمليات تحميل النواة والتدفقات أثناء التشغيل. يتم تنفيذ نواة واحدة في كل مرة عبر المسارات، حيث تعمل على بيانات التدفق المحلية المخزنة في ملف سجل المسار لكل مسار. يحتوي كل مسار على مجموعة من وحدات الحساب والمنطق VLIW ، وتتيح ملفات سجل المعاملات الموزعة (ORF) مجموعة بيانات عمل كبيرة وعرض نطاق معالجة يتجاوز 1 تيرابايت/ثانية. توفر وحدة تحميل/تخزين التدفق إمكانية التجميع/التشتيت مع مجموعة واسعة من أنماط الوصول. مفتاح InterLane عبارة عن مصفوفة عرضية كاملة مُجدولة بواسطة المُترجم للوصول عالي السرعة بين المسارات.

تستفيد مجموعة أدوات RapiDev من SPI من إمكانية التنبؤ بمعالجة البيانات المتدفقة لتوفير مسار سريع لتحقيق نتائج مُحسّنة باستخدام لغة البرمجة C. بدءًا من كود C المرجعي، تتكامل مكتبة Fast Functional Debugger (FFD) مع الأدوات القياسية، مثل Microsoft Visual Studio و GNU ، وتحاكي وحدة معالجة البيانات (DPU) لدعم إعادة هيكلة الكود إلى نواة وتدفقات. نظرًا لأن النواة مُجدولة بشكل ثابت ونقل البيانات واضح، يُمكن الحصول على دقة دورة DPU حتى على هذا المستوى الوظيفي العالي. هذا أحد مصادر إمكانية التنبؤ بالبنية. لتوجيه الكود إلى الجهاز، يُنشئ مُجمِّع معالجة التدفقات (SPC) ملف VLIW التنفيذي وكود C مُعالَج مُسبقًا يتم تجميعه/ ربطه عبر GCC القياسي لـ MIPS. يُخصِّص SPC التدفقات في ملفات سجلات المسارات ويُوفِّر معلومات التبعية لاستدعاءات وظائف النواة. يتم دعم خطوط أنابيب البرامج وفك الحلقات . يتم تجنب عقوبات التفرع عن طريق عمليات الاختيار المُتوقعة، وتستخدم الشروط الأكبر تدفقات شرطية. يوفر محاكي الكود المستهدف، الذي يعمل ضمن بيئة Eclipse، محاكاة شاملة للكود الثنائي للمضيف أو الجهاز مع إمكانية وضع نقاط توقف وتنفيذ التعليمات خطوة بخطوة، بالإضافة إلى إحصائيات عرض النطاق الترددي والحمل. تعرض نافذة النواة مسار VLIW لتحسينات النواة، بينما تعرض نافذة التدفق تنفيذ النواة وأحمال التدفق لمراجعة حركة البيانات العامة لأغراض تحليل أداء النظام.

تقوم شركة SPI حاليًا بتسويق عائلة Storm-1 الخاصة بها، والتي تتضمن أربعة معالجات إشارة رقمية قابلة للبرمجة بالكامل بواسطة البرامج بمستويات أداء متفاوتة.

ملاحظة: GMACS تعني Giga (مليارات من) عمليات الضرب والتجميع في الثانية، وهو مقياس شائع لأداء DSP.

• توفر مجموعة أدوات RapiDev مسارًا سريعًا ويمكن التنبؤ به لتحقيق نتائج مُحسّنة، مما يُزيل تعقيدات كتابة التعليمات البرمجية التجميعية أو إدارة ذاكرة التخزين المؤقت يدويًا.
• Storm-1 DevKit عبارة عن منصة لتطوير البرمجيات تعتمد على PCI
• يعمل تصميم كاميرا IP المرجعي بنظام Linux 2.6 القياسي ويدعم العديد من برامج الترميز المتزامنة (مثل H.264 و MPEG-4 و MJPEG )، ودقة عرض عشوائية، ومعالجة مستشعرات CMOS و CCD بالإضافة إلى تحليلات الفيديو في منصة قابلة للبرمجة بالكامل بواسطة البرمجيات
• يدعم التصميم المرجعي لبث الفيديو ثماني قنوات إدخال 4CIF للفيديو المضغوط إلى H.264 ومخرج إيثرنت جيجابت