ARM公司近日在美國加州圣克拉拉(Santa Clara)舉行的第四屆ARM開發(fā)者大會上發(fā)布了其新款Cortex-A9 處理器系列。全新的ARM Cortex-A9 MPCore多核處理器與ARM Cortex-A9單核處理器能在嚴(yán)格的功率限制下提供史無前例的高性能,可用于提供出眾的全面功能的創(chuàng)新設(shè)備,例如智能手機(jī)、連接移動電腦(connected mobile computers)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車信息娛樂系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及其它嵌入式和企業(yè)設(shè)備。
ARM同時還宣布已有多個合作伙伴已經(jīng)選用Cortex-A9處理器,包括:日電電子(NEC Electronics)、NVIDIA、三星、意法半導(dǎo)體及德州儀器。
全新的Cortex-A9處理器能與其他Cortex系列處理器以及廣受歡迎的ARM MPCore技術(shù)兼容,因此能夠很好延用包括操作系統(tǒng)/實(shí)時操作系統(tǒng)(OS/RTOS)、中間件及應(yīng)用在內(nèi)的豐富生態(tài)系統(tǒng),從而減少采用全新處理器所需的成本。
通過首次利用關(guān)鍵微體系架構(gòu)方面的改進(jìn),Cortex-A9處理器提供了具有高擴(kuò)展性和高功耗效率的解決方案。利用動態(tài)長度、八級超標(biāo)量結(jié)構(gòu)、多事件管道及推斷性亂序執(zhí)行(Speculative out-of-order execution),它能在頻率超過1GHz的設(shè)備中,在每個循環(huán)中執(zhí)行多達(dá)四條指令,同時還能減少目前主流八級處理器的成本并提高效率。
ARM MPCore技術(shù)
被廣泛選用的對ARM MPCore技術(shù)提升了性能的可拓展性以及對功耗的控制,從而在性能上突破了目前類似的高性能設(shè)備,同時繼續(xù)滿足了苛刻的手機(jī)功耗要求。迄今為止,ARM MPCore技術(shù)已被包括日電電子、NVIDIA、瑞薩科技和薩諾夫公司(Sarnoff Corporation)在內(nèi)的超過十家公司授權(quán)使用,并從2005年起實(shí)現(xiàn)芯片量產(chǎn)。
通過對MPCore技術(shù)作進(jìn)一步優(yōu)化和擴(kuò)展,Cortex-A9 MPCore多核處理器的開發(fā)為許多全新應(yīng)用市場提供了下一代的MPCore技術(shù)。此外,為簡化和擴(kuò)大對多核解決方案的使用,Cortex-A9 MPCore處理器還支持與加速器和DMA的系統(tǒng)級相關(guān)性,進(jìn)一步提高性能,并降低系統(tǒng)級功耗。
Cortex-A9單核處理器被開發(fā)用于簡化高性能、成本敏感型應(yīng)用(包括多功能手機(jī)和其它低成本嵌入式設(shè)備)的設(shè)計遷移,同時縮短其上市時間。每個處理器都配備了ARM Advantage標(biāo)準(zhǔn)元和存儲器,用于傳統(tǒng)的、便捷的綜合流程,同時能夠在保持與先前ARM11系列處理器相近的芯片成本和功耗預(yù)算的情況下,提供更高水平的功耗效率。
IDC市場研究公司半導(dǎo)體部門副總裁Mario Morales表示:“通過推出ARM Cortex-9微處理器,ARM繼續(xù)提高了用于移動及電池驅(qū)動應(yīng)用Cortex系列的性能。新處理器的選項包括對Cortex系列的多核支持,我們預(yù)計它能幫助拓展性能及功耗水平,從而滿足OEM廠商對下一代設(shè)備在擴(kuò)展和功能方面的需求。通過專注于系統(tǒng)級性能及更低的功耗,ARM Cortex-A9處理器能夠支持為實(shí)現(xiàn)融合的服務(wù)和設(shè)備而提出的、不斷增長的對多核架構(gòu)的需求。”
ARM公司銷售及市場執(zhí)行副總裁Mike Inglis表示:“ARM繼續(xù)為突破性產(chǎn)品提供核心技術(shù),這些產(chǎn)品被設(shè)計用來滿足消費(fèi)者對大量應(yīng)用的不斷增長的需求,包括智能手機(jī)、連接移動電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品。在2005年,我們推出了非常成功的Cortex-A8處理器,它已被我們許多合作伙伴采用,并將于2007/8年開始支持各種不同的創(chuàng)新終端產(chǎn)品的融合。今天,ARM又向前邁了一大步,推出Cortex-A9處理器。它將為2009/10年間的終端設(shè)備提供高效的、成本敏感型單處理器和高性能多核應(yīng)用,從而進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)新。這項新技術(shù)將使ARM的合作伙伴在包括新興的連接移動電腦市場在內(nèi)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域保持領(lǐng)導(dǎo)地位。”
CORTEX-A9處理器的優(yōu)點(diǎn)
Cortex-A9處理器系列是第一款能夠為對性能要求很高的消費(fèi)電子及企業(yè)應(yīng)用提供總計超過8000 DMIPS性能、同時能夠在非常苛刻的250mW移動功耗預(yù)算條件下為當(dāng)今的手機(jī)提供顯著的性能提升的可綜合ARM處理器。在采用TSMC 65納米普通工藝、性能達(dá)到2000 DMIPS時,核邏輯硅芯片將小于1.5平方毫米。從2000 DMIPS到8000 DMIPS的可擴(kuò)展性能,比當(dāng)今高端手機(jī)或機(jī)頂盒高出4-16倍,將使終端用戶能夠即時地瀏覽復(fù)雜的、加載多媒體內(nèi)容的網(wǎng)頁,并最大程度地利用Web 2.0應(yīng)用程序,享受高度真實(shí)感的圖片和游戲,快速打開復(fù)雜的附件或編輯媒體文件。
Cortex-A9多核處理器是首款結(jié)合了Cortex應(yīng)用級架構(gòu)以及用于可擴(kuò)展性能的多處理能力的ARM處理器,提供了下列增強(qiáng)的多核技術(shù):
·加速器一致性端口(ACP),用于提高系統(tǒng)性能和降低系統(tǒng)能耗
·先進(jìn)總線接口單元(Advanced Bus Interface Unit),用于在高帶寬設(shè)備中實(shí)現(xiàn)低延遲時間
·多核TrustZone技術(shù),結(jié)合中斷虛擬,允許基于硬件的安全和加強(qiáng)的類虛擬(paravirtualization)解決方案
·通用中斷控制器(GIC),用于軟件移植和優(yōu)化的多核通信
在由業(yè)界領(lǐng)先的嵌入式微處理器基準(zhǔn)協(xié)會(EEMBC)開發(fā)的多核基準(zhǔn)框架的發(fā)展進(jìn)程中,Cortex-A9 MPCore多核處理器在多種基準(zhǔn)下都表現(xiàn)出近線形可擴(kuò)展性,與添加的處理器單元一起提供高達(dá)四倍于類似單核處理器的性能。
完整的系統(tǒng)解決方案
兩款A(yù)RM Cortex-A9處理器都包含ARM特定應(yīng)用架構(gòu)擴(kuò)展集,包括DSP和SIMD擴(kuò)展集和Jazelle技術(shù)、TrustZone和智能功耗管理(IEM)技術(shù)。此外,ARM已開發(fā)一整套支持新處理器的技術(shù),以縮短設(shè)計時間并加快產(chǎn)品上市時間。這一完整的系統(tǒng)解決方案包括:
·浮點(diǎn)單元(FPU):Cortex-A9 FPU提供高性能的單精度和雙精度浮點(diǎn)指令。
·媒體處理:Cortex-A9 NEON媒體處理引擎(MPE)提供了Cortex-A9 FPU所具有的性能和功能,以及在Cortex-A8處理器中首次推出的用于加速媒體和信號處理功能的ARM NEON 先進(jìn) SIMD指令集。
·物理IP:提供在Cortex-A9處理器上實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能應(yīng)用所需的眾多標(biāo)準(zhǔn)單元庫和存儲器。標(biāo)準(zhǔn)單元包括功耗管理工具包,可實(shí)現(xiàn)動態(tài)和漏泄功耗節(jié)省技術(shù),例如時鐘門控、多電壓島和功率門控。還提供具有先進(jìn)的功耗節(jié)省功能的存儲編譯器。
·Fabric IP:Cortex-A9處理器得到廣泛的PrimeCell fabric IP元件的支持。這些元件包括:一個動態(tài)存儲控制器、一個靜態(tài)存儲控制器、一個AMBA 3 AXI可配置的內(nèi)部互連及一個優(yōu)化的L2 Cache 控制器,用于匹配Cortex-A9處理器在高頻設(shè)計中的性能和吞吐能力。
·圖形加速: ARM Mali圖形處理單元及Cortex-A9處理器的組合,將使得SoC合作活動能夠創(chuàng)造高度整合的系統(tǒng)級解決方案,帶來最佳的尺寸、性能和系統(tǒng)帶寬優(yōu)勢。
·系統(tǒng)設(shè)計:ARM RealView SoC Designer工具提供快速的架構(gòu)優(yōu)化和性能分析,并允許在硬件完成以前很長時間即可進(jìn)行軟件驅(qū)動程序和對時間要求很嚴(yán)格的代碼的早期開發(fā)。RealView系統(tǒng)發(fā)生器(RealView System Generator)工具為基于Cortex-A9處理器的虛擬平臺的采用提供超快建模能力。Realview工具中關(guān)于Cortex-A9處理器的基于周期的(cycle based)及程序員視角的模型將于2008年第二季度上市。
·調(diào)試:ARM CoreSight片上技術(shù)加速了復(fù)雜調(diào)試的時間,縮短了上市時間。程序追蹤宏單元技術(shù)(Program Trace Macrocell technology)具有程序流追蹤能力,能夠?qū)⑻幚砥鞯闹噶盍魍耆梢暬?同時配置與ARMv7架構(gòu)兼容的調(diào)試接口,實(shí)現(xiàn)工具標(biāo)準(zhǔn)化和更高的調(diào)試性能。用于Cortex-A9處理器的CoreSight設(shè)計工具包擴(kuò)展了其調(diào)試和追蹤能力,以涵蓋整個片上系統(tǒng),包括多個ARM處理器、DSP以及智能外設(shè)。
·軟件開發(fā):ARM RealView開發(fā)套件(ARM RealView Development Suite)包括先進(jìn)的代碼生成工具,為Cortex-A9處理器提供卓越的性能和無以比擬的代碼密度。這套工具還支持矢量編譯,用于NEON媒體和信號處理擴(kuò)展集,使得開發(fā)者無需使用獨(dú)立的DSP,從而降低產(chǎn)品和項目成本。包括先進(jìn)的交叉觸發(fā)在內(nèi)的Cortex-A9 MPCore多核處理器調(diào)試得到RealView ICE和Trace產(chǎn)品的支持,同時也得到一系列硬件開發(fā)板的支持,用于FPGA系統(tǒng)原型設(shè)計和軟件開發(fā)。
產(chǎn)品上市時間
ARM Cortex-A9單核處理器和ARM Cortex-A9 MPCore處理器和相關(guān)支持技術(shù)現(xiàn)已可通過授權(quán)獲得。
