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Cortex-A15プロセッサ

Cortex-A15プロセッサ Image (View Larger Cortex-A15プロセッサ Image)
ARM Cortex™-A15 MPCore™プロセッサは、業界で過去最高のパフォーマンスを備えたライセンス可能なプロセッサです。 このプロセッサは、かつてない処理能力と低消費電力を両立させ、スマートフォン、タブレット、モバイル コンピューティング、ハイエンド デジタル ホーム、サーバ、ワイヤレス インフラストラクチャなどの幅広い市場において説得力のある製品を可能にします。Cortex-A15 MPCoreプロセッサによって提供されるパフォーマンス、機能、および電力効率のユニークな組み合わせは、これらの高付加価値でハイ ボリュームのアプリケーション セグメントにおけるARMのリーダー的地位を強化するものです。
 


概要

ARM Cortex™-A15 MPCore™プロセッサは、かつてない処理能力と低消費電力を両立させ、モバイル コンピューティングハイエンド デジタル ホームサーバ、ワイヤレス インフラストラクチャなどの幅広い新しい市場および既存の市場において競争力のある製品を可能にします。

Cortex-A15 MPCoreプロセッサは、Cortex-Aプロセッサ シリーズの最新の製品で、高い評価を得ている他のCortex-Aプロセッサのすべてと完全なアプリケーション互換性を維持しています。 このため、Android™、Adobe® Flash® Player、Java Platform Standard Edition(Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian、Ubuntuなどでの経験豊富な開発者とソフトウェア エコシステムのほか、アプリケーション ソフトウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの開発ツール、ミドルウェア、およびSoC設計サービスを提供するARM Connected Community™の700社以上のメンバーも即座に利用することができます。

Cortex-A15 MPCoreプロセッサには、アウト オブ オーダ スーパースカラ パイプラインに加え、最大4 MBのサイズに設定できる密結合された低レイテンシのレベル2キャッシュが組み込まれています。 さらに、浮動小数点およびNEON™メディア パフォーマンスも改善されており、Webインフラストラクチャ アプリケーションのための高い計算性能に加え、コンシューマにとっての次世代のユーザ エクスペリエンスを提供するデバイスとなっています。

Cortex-A15 MPCoreプロセッサのモバイル コンフィギュレーションでは、今日の最新型スマートフォンの5倍以上のパフォーマンスが期待されます。先進のインフラストラクチャ アプリケーションにおいては、最大2.5GHzで動作するCortex-A15は、常にエネルギーや熱が制限されコストが削減される状況の中で、非常にスケーラブルなソリューションを実現します。

アプリケーション

  • 最新型スマートフォン
  • モバイル コンピューティング
  • ハイエンド デジタル ホーム エンターテインメント
  • ワイヤレス インフラストラクチャ
  • 低電力サーバ

Web 2.0に対応するデバイスが複雑さを増すにつれ、複数のソフトウェア パーソナリティをサポートしつつ、異なる機能を組み合わせる能力がデバイスに求められるようになりました。 このため、Cortex-A15 MPCoreプロセッサには、完全なハードウェア仮想化、最大1 TBのメモリのアドレス指定を可能にするLarge Physical Address Extensions(LPAE)、フォールト トレランスおよびソフト フォールト リカバリのためのエラー訂正機能など、複雑なソフトウェア環境の効率的な操作を可能にするARMの新しいテクノロジが採用されています。

Cortex-A15 MPCoreプロセッサは、非常に効率性の優れたデータ管理および調停用のハードウェア サポートが組み込まれた初のARMプロセッサであり、複数のソフトウェア環境およびアプリケーションによるシステム機能への同時アクセスを可能にします。 これにより、複数の互いに分離された仮想環境を持つ堅牢なデバイスを実現できます。


最適化されたパフォーマンス

Cortex-A15 MPCoreプロセッサのモバイル コンフィギュレーションでは、ARMが誇る低消費電力テクノロジとの相乗効果で、今日の最新型スマートフォンとの比較では5倍以上のパフォーマンス、およびARMプロセッサ ベースのインフラストラクチャ プラットフォームとの総パフォーマンスの比較では10倍以上のパフォーマンスが期待されます。 予想されるアプリケーションに固有の実装例を次に示します。

スマートフォンおよびモバイル コンピューティング

利用範囲:

  • 1~1.5 GHzシングルまたはデュアル コア コンフィギュレーション

デバイスの特性:

  • 柔軟なパフォーマンス:
    • インスタントWebブラウジング、高帯域幅動作
    • メディアおよび浮動小数点パフォーマンスの向上
  • 最適な電力:
    • 幅広い低電力範囲、長いバッテリ寿命
  • よりリッチなエクスペリエンス:
    • コンソール品質のゲーミング、ナビゲーション、拡張現実アプリケーション

デジタル ホーム エンターテインメント

 

利用範囲:

  • 1~2 GHzデュアル コアまたはクワッド コア コンフィギュレーション

デバイスの特性:

  •  ハイエンド パフォーマンス:   
    • 汎用およびメディア パフォーマンス
    • 集中的ストリーミング
    • メディア、グラフィックス、および計算ワークロード
  • 最適な電力、熱:
    • ファンレス動作、energyStar
  • 大容量物理メモリ:
    • 4 GBを超えるメモリを搭載

ホーム サーバおよびWeb 2.0サーバ

利用範囲:

  • 1.5~2.5 GHzクワッド コア コンフィギュレーション

デバイスの特性:

  • 高性能:  
    • 電力効率に優れたハイエンドのシングル スレッドおよびMP
  • 高い拡張性:  
    • SoCのためのコヒーレンシ、パフォーマンス、および電力効率
  • 仮想化のサポート:
    • 効率的な仮想マシンのサポート、および4 GBを超える物理メモリへのアクセス
 

ワイヤレス インフラストラクチャ

利用範囲:

1.5~2.5 GHzクワッド コア、オクト コア、またはそれ以上のコンフィギュレーション

デバイスの特性:

  • パフォーマンス:  
    • ハイエンドの整数/浮動小数点パフォーマンス
  • スケーラビリティ:  
    • 4コアを超える"メガ統合"。 低いTCO
  • 大容量メモリ デバイス:
    • 最大1 TBまでサポート、ハードウェア仮想化のサポート
  • 信頼性:  
    • エラー訂正、ソフト フォールト リカバリ、デバイスの整合性の監視

Cortex-A15 MPCore

 

アーキテクチャ

 ARMv7-A Cortex

 

マルチコア

  • シングル プロセッサ クラスタ内に1~4のコア
  • AMBA® 4テクノロジを使用した複数コヒーレントSMPプロセッサ クラスタ

 

ISAのサポート

  • ARM
  • Thumb-2
  • TrustZone®セキュリティ テクノロジ
  • NEON™ Advanced SIMD
  • DSP & SIMD拡張機能
  • VFPv4浮動小数点
  • Jazelle® RCT
  • ハードウェア仮想化のサポート
  • Large Physical Address Extensions(LPAE)

 

メモリ管理   

ARMv7メモリ管理ユニット

デバッグ&トレース

CoreSight™ DK-A15

 

Cortex-A15 MPCoreの主な機能

Thumb-2テクノロジ

従来のARMコードのピーク性能を実現したうえで、命令を格納するのに必要なメモリを最大30%削減します。

TrustZoneテクノロジ

デジタル著作権管理から電子決済までのさまざまなセキュリティ アプリケーションの信頼できる実装を保証します。テクノロジおよび業界パートナーからの幅広いサポートがあります。

NEON

NEONテクノロジは、マルチメディア アルゴリズムおよび信号処理アルゴリズム(ビデオのエンコード/デコード、2D/3Dグラフィックス、ゲーミング、オーディオおよびスピーチ処理、画像処理、テレフォニー、サウンド合成など)を高速化します。

 

DSP & SIMD拡張機能

高性能アプリケーションにおけるARMソリューションのDSP処理性能を向上しつつ、ポータブルのバッテリ駆動デバイスで求められる低消費電力を実現します。 DSP拡張機能は、サーボ モータ制御、Voice over IP(VoIP)、ビデオ/オーディオ コーデックなど、さまざまなソフトウェア アプリケーションに最適化されています。

浮動小数点

半精度、単精度、および倍精度浮動小数点演算における浮動小数点演算のハードウェア サポート。Cortex-A15プロセッサの浮動小数点機能は、インターネット アプライアンス、セットトップ ボックス、ホーム ゲートウェイなどの次世代のコンシューマ製品で使用される浮動小数点演算のパフォーマンスを引き上げます。

 

Jazelle RCT

バイト コード言語のジャスト イン タイム(JIT)コンパイルおよびアヘッド オブ タイム コンパイルを最適化してコード サイズを最大で1/3程度に縮小し、従来の仮想マシンにおける処理を加速します。

ハードウェアによる仮想化

Cortex-A15 MPCoreプロセッサは、非常に効率性の優れたデータ管理および調停用のハードウェア サポートが組み込まれた初のARMプロセッサであり、複数のソフトウェア環境およびアプリケーションによるシステム機能への同時アクセスを可能にします。 これにより、複数の互いに分離された仮想環境を持つ堅牢なデバイスを実現できます。

Large Physical Address Extensions(LPAE)

Large Physical Address Extensions(LPAE)の導入により、最大1 TBのメモリにアクセスできます。

最適化されたレベル1キャッシュ

パフォーマンスおよび電力に最適化されたL1キャッシュと最小アクセス レイテンシ手法の組み合わせにより、高性能と低消費電力が実現されます。キャッシュ サイズは、命令用キャッシュの場合は32 KB、データ用キャッシュの場合は32 KBです。 さらに、プロセッサ間通信のためのキャッシュ コヒーレンスのオプションや、マルチコア ソフトウェア開発を単純化するための多機能なSMP対応OSのサポートのオプションも提供されます。

 

サイズ設定が可能な統合レベル2キャッシュ コントローラ

高周波数設計や、オフ チップ メモリ アクセスに関連する消費電力を削減する必要がある設計において、低レイテンシと、最大4 MBのキャッシュされるメモリへの高帯域幅アクセスを提供します。

信頼性とソフト フォールト リカバリ

Cortex-A15プロセッサ内のL1キャッシュおよびL2キャッシュを含むすべてのRAMは、パリティおよびECCエラー訂正によって保護されます。 このメカニズムにより、シングル ビット エラーの訂正、ダブル ビット エラーの検出、およびエラーのログ記録が可能になります。 ECCサポートでは、一般的な事例に対するペナルティはありません(エラーなし)。

AMBA® 4キャッシュ コヒーレント インターコネクト(CCI)

CCIは、AMBA 4 AXI™ Coherency Extensions(ACE)準拠のポートを提供して、複数のCortex-A15 MPCoreプロセッサ間の完全なコヒーレンシを実現します。これにより、キャッシュの効果的な利用とソフトウェア開発の簡略化が可能になります。 この機能は、コヒーレントなシングルおよびマルチコア プロセッサのクラスタを必要とするゲーミング、サーバ、ネットワーキングなどの高帯域幅アプリケーションに必要不可欠な機能です。 ARM CoreLink™ネットワーク インターコネクトおよびメモリ コントローラIPとの組み合わせにより、CCIは、システム パフォーマンスと電力効率の向上を実現します。

Cortex-A15 NEONメディア処理エンジン(MPE)

Cortex-A15 MPEは、Cortex-A15浮動小数点ユニットのパフォーマンスと機能に加え、NEON Advanced SIMD命令セットの実装を提供するエンジンを提供して、メディアおよび信号処理関数のアクセラレーションを実現します。 MPEは、Cortex-A15プロセッサの浮動小数点ユニット(FPU)を拡張して、各サイクルの8/16/32ビット整数および32ビット浮動小数点データに対するさまざまなSIMD演算セットをサポートするクワッドMACおよび追加の64ビットおよび128ビットのレジスタ セットを提供します。

Cortex-A15浮動小数点ユニット(FPU)

FPUは、ARM VFPv4アーキテクチャと互換性がある高性能の単精度および倍精度浮動小数点命令を提供します。これには前世代のARM浮動小数点コプロセッサとのソフトウェア互換性があります。

高度なマルチコア機能

広く確立されているARM MPCoreマルチコア テクノロジを使用してパフォーマンス スケーラビリティと消費電力の制御を実現したこのプロセッサは、今日の同等の高性能デバイスのパフォーマンスを上回りながら、モバイル デバイスの電力に関する厳しい制約をクリアしています。マルチコア処理では、4つのコンポーネント プロセッサのいずれかが使用されていないとき(たとえば、デバイスがスタンバイ モードになっているとき)に、それをシャットダウンして消費電力を減らすことができます。 より高いパフォーマンスが必要になったときは、要求を満たすためにすべてのプロセッサが利用されますが、その際に消費電力をできる限り抑えるためにワークロードが分担されます。 


スヌープ制御ユニット

SCUは、プロセッサのインターコネクト、調停、通信、キャッシュ対キャッシュおよびシステム メモリ転送、キャッシュ コヒーレンス、およびその他の機能を管理する役割を負います。 さらに、Cortex-A15 MPCoreプロセッサは、これらの機能を他のシステム アクセラレータやキャッシュを持たないDMA駆動のペリフェラルに公開します。これにより、パフォーマンスの向上とシステム全体の消費電力の削減を実現します。 さらに、このシステム コヒーレンスにより、ソフトウェア コヒーレンスをそれぞれのOSドライバ内に保持することから生じるソフトウェアの複雑さが緩和されます。

アクセラレータ コヒーレンス ポート

SCU上のこのAMBA 4 AXI™互換のスレーブ インタフェースは、Cortex-A15プロセッサと直接接続するためのマスタのインターコネクト ポイントを提供します。 このインタフェースは、追加のコヒーレンス要件を課すことなく、すべての標準読み出しおよび書き込みトランザクションをサポートします。 しかし、メモリのコヒーレント領域に対する読み出しトランザクションは、情報が既にプロセッサのL1キャッシュに格納されているかどうかを判定するためにSCUとやり取りします。SCUは、書き込みがメモリ システムに転送される前に書き込みコヒーレンスを強制します。また、オプションで、L2キャッシュへの割り当てを行うことにより、オフ チップ メモリへの直接的な書き込みが消費電力とパフォーマンスに与える影響を回避することもできます。

汎用割り込みコントローラ

標準化および設計された割り込みコントローラの実装により、GICは、プロセッサ間通信およびシステム割り込みのルーティングと優先順位付けに対する柔軟で優れたアプローチを提供します。ソフトウェアの制御下で最大224個の独立した割り込みがサポートされ、各割り込みには、CPU間での分散、ハードウェアの優先順位付け、およびオペレーティング システムとTrustZoneソフトウェア管理レイヤ間でのルーティングなどの操作が適用可能です。 このルーティングの柔軟性とオペレーティング システム内に割り込みを仮想化する機能のサポートは、ハイパーバイザを使用したソリューションの機能を高めるために必要な機能の1つです。

 

 


Cortex-A15 MPCoreプロセッサは、幅広い範囲のARMテクノロジ(システムIP、フィジカルIP、開発ツールなど)と組み合わされ、これらのテクノロジによってサポートされます。 このテクノロジは、ARM Connected Community™の広範なSoCおよびソフトウェア設計ソリューション、各種ツールおよびサービスによって補完されます。 これにより、製品化までの時間を大幅に短縮しながら、フル装備の説得力あるデバイスの開発、検証、生産に至るスムーズなパスがARMパートナーに提供されます。


システムIP

ARM™インターコネクトおよびメモリ コントローラIPは、複数のCortex-A15 MPCoreプロセッサ、高性能メディア プロセッサ、およびダイナミック メモリ間でデータを効率的に移動および格納してSoCのシステム パフォーマンスと消費電力を最適化するという重要な課題に対応します。 CoreLinkシステムIPにより、SoCデザイナは、システム メモリの帯域幅を最大限に利用し、スタティックおよびダイナミック レイテンシを短縮できます。 ARM CoreSightテクノロジは、完全なオンチップ デバッグと、Cortex-A15 MPCoreプロセッサのすべてのコアについて関連付けられたリアルタイム トレース可視性を提供して、高品質マルチプロセシング ソフトウェアの開発に伴うリスクを減らし、開発時間を短縮します。

新しいAMBA® 4キャッシュ コヒーレント インターコネクト(CCI)は、最適なシステム帯域幅とレイテンシを提供します。 CCIは、AMBA 4 AXI™ Coherency Extensions(ACE)準拠のポートを提供して、複数のCortex-A15 MPCoreプロセッサ間の完全なコヒーレンシを実現します。これにより、キャッシュの効果的な利用とソフトウェア開発の簡略化が可能になります。 この機能は、コヒーレントなシングルおよびマルチコア プロセッサのクラスタを必要とするゲーミング、サーバ、ネットワーキングなどの高帯域幅アプリケーションに必要不可欠な機能です。 ARM CoreLinkネットワーク インターコネクトおよびメモリ コントローラIPとの組み合わせにより、CCIは、システム パフォーマンスと電力効率の向上を実現します。  


 

フィジカルIP

ARMフィジカルIPプラットフォームは、プロセスに最適化されたIPを提供して、40 nm以下のプロセスでCortex-A15プロセッサのクラス最高の実装を実現します。先進的物理実装の迅速な開発を可能にする、28 nmテクノロジ向けの高度なARMフィジカルIPが含まれる一式の高性能プロセッサ オプティマイゼーション パック(POP)がCortex-A15をサポートしています。 ARMは、20 nm最適化を約束するロードマップについても早くから取り組んでいます。

最適化パックは、具体的なターゲットを持つフィジカルIPを提供してARMコアのチューニングされた実装をパートナー各社が実現できるようにするというARMの戦略を後押しするものです。 ARMでは、Cortex-A15 MPCoreプロセッサ アーキテクチャと並行して最適化パックを一意に設計できるため、プロセッサとフィジカルIPを組み合わせてワークステーション クラスのパフォーマンスをモバイル電力エンベロープ内で実現する一方で、製品化までの時間を短縮することが可能になります。


ツールのサポート

ARM Development Suite 5(DS-5™)ツール スイートは、すべてのARMプロセッサだけでなく、幅広いサードパーティ製ツール、オペレーティング システム、EDAベンダをサポートしています。ARM DS-5ソフトウェア開発ツールは、完全なARM技術ポートフォリオを最大限に活用する、他に例のないソリューションです。

ARM Development Studio 5(DS-5™)は、Cortex-A15 MPCoreプロセッサに基づいてシステムを作成、デバッグ、および最適化するためのソフトウェア ツール一式を提供します。 このツールに含まれているDS-5デバッガは、強力で直感的なグラフィカル環境を備え、ベア メタル、Linux、およびAndroidにネイティブのアプリケーションの迅速なデバッグを可能にします。 また、新しいARM Streamline™パフォーマンス アナライザを使用すると、ソフトウェアのホット スポットの識別やコア間の負荷分散を簡単に行うことができます。Cortex-A15 MPCoreプロセッサ特有の最適化が既に含まれているARMコンパイラを使用すると、ARM Fast Modelsテクノロジに基づくARM Versatile™ Reference仮想プラットフォームによって、シリコン入手以前でのソフトウェア開発が可能になります。この仮想プラットフォームは6か月の評価期間無料で利用できます。


グラフィックス プロセッサ

メディア プロセッサ。Mali™製品ファミリは、すべてのエンベデッド グラフィックス ニーズに対応する完全なグラフィックス スタックを提供します。これにより、デバイス メーカーやコンテンツ開発者は、さまざまな範囲のコンシューマ デバイスに対して最先端の高品質グラフィックス ソリューションを提供できます。


サポート

ライセンシは、ARMトレーニング コースおよびActive Assistオンサイト システム設計アドバイザリ サービスを利用することにより、Cortex-A15 MPCoreプロセッサを自社の設計に効率的に組み込んで、最大のシステム パフォーマンス、最小のリスク、および製品化までの時間の短縮を実現できます。


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