ARM Eagle: wielordzeniowy procesor taktowany zegarem 2,5 GHz

Cortex A15 MPCore (nazwa kodowa Eagle) to opracowany przez brytyjską firmę ARM wielordzeniowy procesor taktowany zegarem nawet 2,5 GHz. Ma on zapewnić nieosiągalną do tej pory wydajność układom typu SoC (System on Chip), które oprócz maksymalnie czterech rdzeni, dysponują również akceleratorami 2D, 3D i wideo, jednostkami kryptograficznymi i rozmaitymi kontrolerami.

Cortex A15 MPCore (nazwa kodowa Eagle) to opracowany przez brytyjską firmę ARM wielordzeniowy procesor taktowany zegarem nawet 2,5 GHz. Ma on zapewnić nieosiągalną do tej pory wydajność układom typu SoC (System on Chip), które oprócz maksymalnie czterech rdzeni, dysponują również akceleratorami 2D, 3D i wideo, jednostkami kryptograficznymi i rozmaitymi kontrolerami.

ARM zaprezentowało też przeznaczone dla szczególnie energooszczędnych i bardzo "upakowanych" serwerów rozszerzenia architektury ARMv7-A, takie jak 40-bitowe (LPAE –. Large Physical Address Extensions) adresowanie pamięci operacyjnej umożliwiające wykorzystanie nawet 1 terabajta pamięci RAM, czy też hiperwizor pozwalający na stosowanie systemów operacyjnych na maszynach wirtualnych.

Do pierwszych licencjobiorców Eagle'a należy Texas Instruments (TI); producent ten już teraz ma do dyspozycji dwurdzeniowe układy SoC Cortex A9 MPCore (OMAP 4. i – podobnie jak ARM – nabył udziały w firmie SmoothStone, która produkuje serwery z procesorami ARM.

Oprócz TI kluczowymi licencjobiorcami układu Cortex A1. MPCore są Samsung i ST Ericsson; wspomniane firmy brały udział w opracowywaniu specyfikacji nowej architektury układów. Powinna ona nadawać się nie tylko do serwerów domowych i webowych, ale również do smartfonów z najwyższej półki (przy niższym taktowaniu), netbooków, tabletów oraz urządzeń elektroniki rozrywkowej i innych systemów wbudowanych (embedded). ARM wymienia ponadto także urządzenia sieci bezprzewodowych (routery, stacje bazowe) – zamierza zatem konkurować z szybkimi układami MIPS i PowerPC. Dla tego obszaru zastosowań producent przewiduje też wprowadzenie kości z ośmioma rdzeniami. Pamięć podręczna pierwszego (L1) i drugiego (L2) poziomu została wyposażona w mechanizm korekcji błędów ECC. Z kolei interfejs AMBA zapewniający łączność z pozostałymi komponentami SoC (a więc także z kontrolerem pamięci) w Corteksie A15 MPCore bazuje na szynie 128-bitowej. Przypomnijmy, że główny interfejs AMBA poprzednika – Corteksa A9 MPCore – dysponuje jedynie
64-bitową magistralą; w tym możliwe jest jednak opcjonalne dodanie drugiej szyny 64-bitowej.

Dwurdzeniowy SoC ARM z częstotliwością taktowania 2,5 GHz powinien okazać się lepszy niż dotychczasowe procesory Intel Atom (x86. w porównywalnych obszarach zastosowań. Zapewne dlatego prezentacja Eagle'a nieprzypadkowo nastąpiła kilka dni przed rozpoczęciem intelowskiej konferencji IDF. W ostatnim czasie wiele firm wytwarzających układy SoC z rdzeniami Cortex intensywnie promowało własne produkty (np. Nvidia i Qualcomm), a Samsung zapowiedział wprowadzenie pierwszego takiego układu do oferty. Wszystkie te układy są produkowane w technologii 40 lub 45 nanometrów. Według ARM architektura układów Eagle jest dostosowana do wytwarzania w procesie 32- lub 28-nanometrowych (i mniejszym), które powinny być wdrożone już w 2011 roku.

ARM nie podał dotąd dokładnych danych na temat poboru mocy rdzenia Eagle. Przypomnijmy, że w wypadku zastosowania 40-nanometrowej technologii produkcji (przez TSMC) dwurdzeniowego Cortex A9 MPCore firma określiła pobór mocy na poziomie 1,9 W przy taktowaniu zegarem 2 GHz. Dotyczy to jednak wyłącznie obu rdzeni CPU, a więc nie są przy tym uwzględniane inne komponenty układu SoC, takie jak np. kontroler pamięci czy procesory graficzne.

Rdzenie Cortex licencjonowane są na specyficznych zasadach jako tzw. bloki IP (Intellectual Property), które później wytwórca implementuje we własnym układzie. Oznacza to, że inżynierowie projektujący układy SoC mogą używać bloków IP w charakterze makr programowych w specjalistycznych środowiskach programistycznych dla elementów półprzewodnikowych. Należy przy tym zaznaczyć, że odpowiednio wysoką częstotliwość taktowania układów SoC oraz wydajność można osiągnąć jedynie dzięki optymalizacji układu pod kątem określonej technologii wytwarzania. Dokładnie w tym obszarze wyspecjalizowała się zakupiona przez Apple'a firma Intrinsity, która dostosowała rdzenie obecne w Apple A4, a także te z układów SoC Samsunga – Hummingbird i Orochi – do częstotliwości taktowania 1 GHz. ARM również sprzedaje gotowe wzorce zoptymalizowanych układów SoC (hard macros) i współpracuje w tym celu z podwykonawcami takimi jak TSMC czy też IBM Alliance, do którego należą m.in. Globalfoundries i Samsung. Ponadto ARM kooperuje z firmami
takimi jak Synopsys, która jest autorem narzędzi dla projektantów procesorów.

wydanie internetowe www.heise-online.pl