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)新設備,例如智能手機、連接移動電腦(connected mobile computers)、消費電子產(chǎn)品、汽車信息娛樂系統(tǒng)、網(wǎng)絡及其它嵌入式和企業(yè)設備。
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技術兼容,因此能夠很好延用包括操作系統(tǒng)/實時操作系統(tǒng)(OS/RTOS)、中間件及應用在內的豐富生態(tài)系統(tǒng),從而減少采用全新處理器所需的成本。
通過首次利用關鍵微體系架構方面的改進,Cortex-A9處理器提供了具有高擴展性和高功耗效率的解決方案。利用動態(tài)長度、八級超標量結構、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的設備中,在每個循環(huán)中執(zhí)行多達四條指令,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
被廣泛選用的對ARM MPCore技術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備,同時繼續(xù)滿足了苛刻的手機功耗要求。迄今為止,ARM MPCore技術已被包括日電電子、NVIDIA、瑞薩科技和薩諾夫公司(Sarnoff Corporation)在內的超過十家公司授權使用,并從2005年起實現(xiàn)芯片量產(chǎn)。
通過對MPCore技術作進一步優(yōu)化和擴展,Cortex-A9 MPCore多核處理器的開發(fā)為許多全新應用市場提供了下一代的MPCore技術。此外,為簡化和擴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)級相關性,進一步提高性能,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、成本敏感型應用(包括多功能手機和其它低成本嵌入式設備)的設計遷移,同時縮短其上市時間。每個處理器都配備了ARM Advantage標準元和存儲器,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動應用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廠商對下一代設備在擴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現(xiàn)融合的服務和設備而提出的、不斷增長的對多核架構的需求。”
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,這些產(chǎn)品被設計用來滿足消費者對大量應用的不斷增長的需求,包括智能手機、連接移動電腦和消費電子產(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年間的終端設備提供高效的、成本敏感型單處理器和高性能多核應用,從而進一步促進創(chuàng)新。這項新技術將使ARM的合作伙伴在包括新興的連接移動電腦市場在內的眾多應用領域保持領導地位。”
CORTEX-A9處理器的優(yōu)點
Cortex-A9處理器系列是第一款能夠為對性能要求很高的消費電子及企業(yè)應用提供總計超過8000 DMIPS性能、同時能夠在非常苛刻的250mW移動功耗預算條件下為當今的手機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的可擴展性能,比當今高端手機或機頂盒高出4-16倍,將使終端用戶能夠即時地瀏覽復雜的、加載多媒體內容的網(wǎng)頁,并最大程度地利用Web 2.0應用程序,享受高度真實感的圖片和游戲,快速打開復雜的附件或編輯媒體文件。
Cortex-A9多核處理器是首款結合了Cortex應用級架構以及用于可擴展性能的多處理能力的ARM處理器,提供了下列增強的多核技術:
·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
·先進總線接口單元(Advanced Bus Interface Unit),用于在高帶寬設備中實現(xiàn)低延遲時間
·多核TrustZone技術,結合中斷虛擬,允許基于硬件的安全和加強的類虛擬(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)界領先的嵌入式微處理器基準協(xié)會(EEMBC)開發(fā)的多核基準框架的發(fā)展進程中,Cortex-A9 MPCore多核處理器在多種基準下都表現(xiàn)出近線形可擴展性,與添加的處理器單元一起提供高達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ARM Cortex-A9處理器都包含ARM特定應用架構擴展集,包括DSP和SIMD擴展集和Jazelle技術、TrustZone和智能功耗管理(IEM)技術。此外,ARM已開發(fā)一整套支持新處理器的技術,以縮短設計時間并加快產(chǎn)品上市時間。這一完整的系統(tǒng)解決方案包括:
·浮點單元(FPU):Cortex-A9 FPU提供高性能的單精度和雙精度浮點指令。
·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 SIMD指令集。
·物理IP:提供在Cortex-A9處理器上實現(xiàn)低功耗、高性能應用所需的眾多標準單元庫和存儲器。標準單元包括功耗管理工具包,可實現(xiàn)動態(tài)和漏泄功耗節(jié)省技術,例如時鐘門控、多電壓島和功率門控。還提供具有先進的功耗節(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)設計:ARM RealView SoC Designer工具提供快速的架構優(yōu)化和性能分析,并允許在硬件完成以前很長時間即可進行軟件驅動程序和對時間要求很嚴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。
·調試:ARM CoreSight片上技術加速了復雜調試的時間,縮短了上市時間。程序追蹤宏單元技術(Program Trace Macrocell technology)具有程序流追蹤能力,能夠將處理器的指令流完全可視化,同時配置與ARMv7架構兼容的調試接口,實現(xiàn)工具標準化和更高的調試性能。用于Cortex-A9處理器的CoreSight設計工具包擴展了其調試和追蹤能力,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。
·軟件開發(fā):ARM RealView開發(fā)套件(ARM RealView Development Suite)包括先進的代碼生成工具,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媒體和信號處理擴展集,使得開發(fā)者無需使用獨立的DSP,從而降低產(chǎn)品和項目成本。包括先進的交叉觸發(fā)在內的Cortex-A9 MPCore多核處理器調試得到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處理器和相關支持技術現(xiàn)已可通過授權獲得。
