В условиях стремительного развития 5G, облачных и периферийных вычислений сетевой трафик продолжает расти, что приводит к увеличению спроса на большие и разнообразные конфигурации TCAM, например, 256 бит × 4096 записей. Традиционное масштабирование, основанное исключительно на жестких макросах, увеличивает периферийную область за счет большего количества банков и повторителей, усложняет обеспечение синхронизации и увеличивает энергопотребление во время поиска. Кроме того, автомобильные приложения требуют более высокого уровня безопасности для соответствия таким стандартам, как ISO 26262. Компания Renesas решает эти проблемы с помощью следующих инноваций:
1. Интегрированный подход к аппаратным и программным макросам для гибкой конфигурации.
Новые аппаратные макросы TCAM поддерживаются компилятором памяти с высокой степенью детализации: ширина ключа поиска от 8 до 64 бит и глубина записи от 32 до 128. Более крупные конфигурации (например, 256 бит × 4096 записей) достигаются путем объединения этих макросов с автоматической генерацией программных макросов, создавая единый конфигурируемый макрос, охватывающий множество вариантов использования на одном чипе. Это обеспечивает лучшую в отрасли плотность памяти 5,27 Мб/мм².
2. Выявление полного несоответствия и сегментированный поиск на макроуровне
Каждый макрос включает в себя схему обнаружения полного несоответствия и выполняет двухэтапный сегментированный поиск. В зависимости от результата первого этапа второй этап может либо продолжаться, либо останавливаться, чтобы избежать излишнего энергопотребления.
В конфигурациях с 64–256 битами × 512 записей этот подход снижает энергопотребление при поиске до:
71,1% при сегментированном поиске по столбцам
и 65,3% при сегментированном поиске по строкам
. В конфигурации с 256 битами × 512 записей конструкция обеспечивает энергопотребление 0,167 фДж/бит и частоту поиска 1,7 ГГц. Индекс производительности TCAM достигает 53,8, превосходя предыдущие результаты.
3. Повышенная функциональная безопасность для автомобильных приложений:
Поскольку ячейки TCAM для одного и того же адреса физически расположены близко, двойные ошибки не могут быть исправлены с помощью обычной коррекции ошибок ECC. Компания Renesas представляет:
разделение шины данных на четные и нечетные для физического разделения данных и
выделенную четность SRAM для коррекции ошибок ECC с независимым декодированием.
Эти методы значительно повышают уровень безопасности, необходимый в автомобильных приложениях.
Благодаря своей гибкости, энергоэффективности и высокой надежности, эта TCAM идеально подходит не только для автомобильных приложений, но и для промышленных и потребительских приложений. Renesas продолжит совершенствовать архитектуры памяти большой емкости, низкого энергопотребления и высокой надежности.
