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Cortex-Aシリーズ

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ARM Cortex™-Aアプリケーション プロセッサ シリーズは、超低コストのハンドセットから、スマートフォンモバイル コンピューティングプラットフォーム、デジタルTVおよびセットトップ ボックス企業ネットワーキング、プリンタおよびサーバ ソリューションに至るまでの、多機能なOSプラットフォームおよびユーザ アプリケーションをホストするデバイス向けに幅広い範囲のソリューションを提供します。高性能なCortex-A15プロセッサ、スケーラブルなCortex-A9プロセッサ、市場で実証されているCortex-A8プロセッサ、および高効率なCortex-A7およびCortex-A5プロセッサは、すべて同じアーキテクチャを採用しているため、従来のARM、Thumb®命令セットおよび新しい高性能かつコンパクトなThumb-2命令セットのサポートを含め、完全なアプリケーション互換性を備えています。

Cortex-A15およびCortex-A7は、各種拡張機能をサポートしています。これにより大規模な物理アドレス領域、ハードウェアによる仮想化、およびAMBA4 ACEコヒーレンシを実現します。さらに、big.LITTLE処理を実現します。

 


業界標準

高度な計算が要求されるアプリケーション、多機能なオペレーティング システムを実行するアプリケーション、およびインタラクティブなメディアおよびグラフィックス エクスペリエンスを提供するアプリケーションで使用されるCortex-Aプロセッサは、最新テクノロジを使用した、必携のモバイル インターネット デバイス、例えば携帯電話や超軽量ネットブックまたはスマートブックといったものから、車載インフォテインメント システムおよび次世代のデジタルTVシステムまで、幅広いアプリケーションに対応します。

Cortex-Aプロセッサは、完全なインターネット エクスペリエンスを提供することを意図して設計されていますが、次のような幅広いアプリケーションに対応します。

製品タイプ アプリケーション
コンピューティング ネットブック、スマートブック、タブレット、eリーダー、シン クライアント
携帯電話 スマートフォン多機能携帯電話
デジタル ホーム セットトップ ボックスデジタルTVBlu-Rayプレーヤゲーミング コンソール
自動車 インフォテインメント、ナビゲーション
エンタープライズ レーザージェット プリンタ、ルータ、ワイヤレス ベース ステーション、VoIP電話および機器
ワイヤレス インフラストラクチャ Web 2.0、ワイヤレス ベース ステーション、スイッチ、サーバ

 

Cortex - ARMのインテリジェント プロセッサCortex-Aプロセッサの成功は、これらのプロセッサのライセンスを取得してさまざまな市場で数多くの成功ストーリーを作り上げてきたパートナー各社の成功の上に成り立っています。

現在公開されているシリコン パートナーの一覧については、ここをクリックしてください。

 

モバイル インターネットに最適

  • Adobe Flash 10.1、10.2、10.3以降をネイティブにサポート
  • さまざまなメディア コーディックをサポートする高性能NEON™エンジン
  • 長時間のブラウズと接続を可能にする低消費電力設計

高性能

Cortex-Aデバイスは、ターゲット アプリケーションに対して、電力効率に優れたスケーラブルな性能レベルを提供します。次に例を示します。
  • Cortex-A15:次世代のモバイルおよび要求の高いワイヤレス インフラストラクチャ アプリケーション向けの、最高性能のソリューションです。
  • Cortex-A7:この実装は、スタンドアロン、800 MHz~1.2 GHzのティピカル周波数を提供するマルチコア構造、またはbig.LITTLE処理対応のCortex-A15との組み合わせを提供します。
  • Cortex-A9:この実装は、800 MHz~2 GHzのティピカル周波数で動作しコアあたり5,000 DMIPSのパフォーマンスを提供します。
  • Cortex-A8:600 MHz~1 GHzで動作し2,000 DMIPS以上のパフォーマンスを実現するコスト効果の高い高性能シングル コア ソリューションです。
  • Cortex-A5:400~800 MHzで動作し1,200 DMIPS以上のパフォーマンスを実現する低コスト実装です。

マルチコア テクノロジ

Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A9、およびCortex-A15の各プロセッサは、ARMの第2世代のマルチコア テクノロジをサポートします。
  • パフォーマンス指向のアプリケーション向けにシングル コアからクワッド コアを実装
  • 対称型および非対称型OS実装をサポート
  • アクセラレータ コヒーレンシ ポート(ACP)を介してプロセッサ全体のコヒーレンシをシステムにエクスポート

Cortex-A7およびCortex-A15は、AMBA4 ACE(AMBA Coherency Extension)を備えた1~4つのコアクラスタを超えるマルチコア コヒーレンシを拡張します。

高度な拡張機能

前世代のClassic ARMおよびThumb®アーキテクチャとのバイナリ互換性に加え、Cortex-Aクラスのプロセッサは、以下のテクノロジ拡張機能により、さらなる利点を提供します。
  • Thumb-2:最適なコード サイズとパフォーマンス
  • TrustZone®:信頼できるコンピューティングのためのセキュリティ拡張機能
  • Jazelle®:Java、.Net、MSIL、Python、Perlなどの実行環境を加速するテクノロジ

業界標準

Cortex-A5Cortex-A7Cortex-A8Cortex-A9、およびCortex-A15 の各プロセッサは、さまざまなパフォーマンス アプリケーションで使用されます。これらのプロセッサは、いずれも同じ優れた基本機能および完全なソフトウェア互換性をサポートしていますが、将来の高度なエンベデッド ソリューションに適合するよう、それぞれ異なる特徴を提供します。

Cortex-Aの比較

すべてのCortex-Aプロセッサは、共通のアーキテクチャと機能セットを備えています。このため、Cortex-Aプロセッサは、設計間のソフトウェアの互換性と移植性が最も重要視されるオープン プラットフォーム設計に最適なソリューションです。

Cortex-Aシリーズ プロセッサは、完全なソフトウェア互換性を維持しつつ、さまざまな求められるピーク性能ポイント、スケーラビリティ、電力効率、およびシリコン コストを提供することによって、設計の柔軟性を提供します。


コア Cortex-A5 Cortex-A5 MPCore Cortex-A8 Cortex-A9 Cortex-A9 MPCore Cortex-A9
ハード マクロ
Cortex-A15 MPCore Cortex-A7 MPCore
アーキテクチャ ARMv7 ARMv7 + MP ARMv7 ARMv7 ARMv7 + MP ARMv7 + MP ARMv7
+ MP + LPAE
ARMv7+MP+LPAE
割り込み
コントローラ
GIC-390 統合GIC GIC-390 GIC-390 統合GIC 統合GIC 統合GIC GIC-400
L2キャッシュ
コントローラ
L2C-310 L2C-310 統合 L2C-310 L2C-310 L2C-310 統合 統合
期待される
実装
300~800 MHz 300~800 MHz 600~1,000 MHz 600~1,000 MHz 600~1,000 MHz 800~2,000 MHz 1000~2,500 MHz 800~1,500MHz
DMIPS/MHz 1.6 CPUあたり1.6 2.0 2.5 CPUあたり2.5 5.0(デュアルコア) TBC CPUあたり1.9

Cortex-A9

Cortex-A9プロセッサは、シングル コア プロセッサまたは1~4コアのマルチコア論理合成可能プロセッサとして使用でき、それぞれはCPUあたり2.5 Dhrystone MIPS/MHzを実現します。シングル コア実装では、プロセッサの面積に最適化された実装により、従来のエンベデッド設計向けに最小のフットプリントと優れたエネルギー効率が提供されます。一方、速度に最適化されたマルチコア実装では、最大4倍の総合パフォーマンスに加え、キャッシュ コヒーレンス、統合されたペリフェラル、高度なバス インタフェース オプションなどの追加のメリットが提供されます。

また、デュアル コア マルチコア ソリューションがハード マクロとして用意されており、実装においてARM高性能フィジカルIPを利用することで2 GHz以上のティピカル パフォーマンスが実現されます。

Cortex-A9プロセッサには、次のような特長があります。

  • 最大4つのコアが協調動作するARM最高性能のプラットフォーム
  • 主要ベンダからの高度なOSサポートがある充実したマルチコア エコシステムを活用
  • 最小のシングル コアからNEONを搭載したMPCore™までの充実したスケーラビリティを持つソリューション

Cortex-A9のハード マクロ実装

また、Cortex-A9は、完全構成のデュアル コア ハード マクロとしてTSMC 40G/GLプロセス用にハード化され、ティピカル シリコンから選別された場合に2 GHz以上のパフォーマンスを提供します。これらのマクロは、シリコン メーカに対して、各種高性能市場向けにARM低消費電力ソリューションを提供するための低リスクかつ短期間のパスを提供します。

Cortex-A8

Cortex-A8プロセッサは、デュアル発行のイン オーダ型スーパースカラ プロセッサで、MHzあたり2.0 Dhrystone MIPSを実現します。従来のシングル プロセッサ ベースのデバイスに求められる高いレベルのパフォーマンスを提供する高度に最適化された電力効率の高い実装をターゲットにしています。Cortex-A8は、市場でARMv7アーキテクチャの地位を確立する元となったプロセッサです。Cortex-A8は、スマートフォン、スマートブック、ポータブル メディア プレーヤ、その他のコンシューマおよびエンタープライズ プラットフォームにおける多様なアプリケーションで既に入手可能です。

Cortex-A8プロセッサには、次のような特長があります。

  • 低コスト開発プラットフォームおよび入手可能なカタログ部品を含む安定したエコシステム
  • 新規参入者に対するさまざまなライセンシング オプション
  • NEON Advanced SIMD命令セットに基づいて720pビデオを提供可能なオープン ソースのメディア プレーヤなどのアプリケーション

Cortex-A5

Cortex-A5プロセッサは、最小、最低消費電力のARMマルチコア プロセッサであり、さまざまなデバイスでインターネット接続を可能にします。超低コストのハンドセット、多機能電話、スマート モバイル デバイスから、量産エンベデッド型の一般用および工業用デバイスに至るまで、多種多様なデバイスに対応しています。Cortex-A5プロセッサは、Cortex-A8プロセッサ、Cortex-A9プロセッサ、およびCortex-A15プロセッサとの間で完全なアプリケーション互換性を備えているため、Android、Adobe Flash、Java Platform Standard Edition(Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian、Ubuntuなどの経験豊富な開発者やソフトウェア エコシステムを即座に利用することができます。

Cortex-A5プロセッサには、次のような特長があります。

  • Cortex-A8プロセッサ、Cortex-A9プロセッサ、およびCortex-A15プロセッサとの完全なアプリケーション互換性
  • ARM926EJ-S™およびARM1176JZ-S™プロセッサの既存の多数のライセンシにとって価値ある移行パスを提供
  • Cortex-A9の1/3の電力および面積で、命令セットとの完全な互換性

Cortex-A7

Cortex-A7プロセッサは、超効率的なCortex-A5と電力および面積は同様ですが、15~20%のパフォーマンス向上と、Large Physical Address Extensions(LPAE)、ハードウェア仮想化のサポート、AMBA4 ACE(AMBA Coherency Extension)といったハイエンドのCortex-A15 CPUとのアーキテクチャ上の完全な互換性が実現されています。小型で消費電力が低いCortex-A7は、スタンドアロンCPUなどの最新の低コストなスマートフォンやタブレット アプリケーションに最適です。big.LITTLE処理コンフィギュレーションではCortex-A15と組み合わせて使用できます。


Cortex-Aテクノロジ

Cortex-Aプロセッサは、ポータブル型のメディア リッチなデバイスに最適ないくつかの主要なテクノロジを共通に備えています。

RISCプロセッサ コア 命令セット アーキテクチャ
  • 高性能の32ビット コア
  • 最大13段のパイプライン テクノロジ
  • 1.5~2.5 DMIPS/MHz(コアあたり)
  • 高度な分岐予測
  • バイナリ互換性を保証するARMおよびThumb ISA
  • コード密度とパフォーマンスの組み合わせを最適化するThumb-2
  • 高度なDSPおよびメディア パフォーマンスを実現するNEON™ / DSP拡張機能
  • 高性能な単精度および倍精度浮動小数点をサポートするVFP
  • Jazelle®-DBXおよびRCTのサポート
メディア アクセラレーション マルチコア テクノロジ
  • メディア パフォーマンスを向上させるNEON整数および浮動小数点SIMDエンジン
  • 実行環境を高速化するJazelleテクノロジ
  • 1~4コア
  • 完全なL1キャッシュ コヒーレンシ
  • 高度なコヒーレンシ ポート
  • スヌープ制御ユニット
高度なメモリ システム システム拡張機能
  • 1~2サイクル キャッシュ アクセス
  • ロード/ストアのパイプライン化
  • メモリ ストリーミング用に調整
  • 統合または密結合されたオプションのレベル2キャッシュ

 

 


ARM MPCore™テクノロジ

ARM MPCore テクノロジの提供する設計柔軟性により、プロセッサは、統合されたキャッシュ コヒーレントな形式で1、2、3、または4個のCPUを動作させることが可能です。これらのマルチコア プロセッサ クラスタは、レベル1キャッシュの境界で完全にコヒーレントです。さらに、アクセラレータ コヒーレンス ポート(ACP)を介することで、SoC(System on a Chip)の残りの部分に制限付きコヒーレンシを拡張するよう設定することもできます。ACPは、非キャッシュ メモリ ビューを持つシステム マスタとなる周辺回路、およびアクセラレータ(たとえば、DMAエンジンまたは暗号化アクセラレータ コア)が、完全にキャッシュ コヒーレントな形式でプロセッサ キャッシュを共有することを可能にします。マルチコア クラスタには、グローバル割り込みコントローラ(GIC)アーキテクチャに準拠する、プライベート ペリフェラルを持つ統合割り込みおよび通信システムが含まれており、パフォーマンスの向上とソフトウェアの容易な移植が可能になります。このGICは、0(レガシ バイパス モード)~224個の独立した割り込みソースをサポートするように構成可能で、低レイテンシ割り込みパスを多数のデバイスに提供できます。このプロセッサは、シングルまたはデュアル64ビットAMBA® 3 AXI™インターコネクト インタフェースをサポートし、オプションでSoC内の異なるアドレス空間の間のフル スピード フィルタリングを可能にします。

MPCoreテクノロジのインテリジェンスの核となっているのは、MPCoreテクノロジが有効なすべてのプロセッサに統合されているインターコネクト、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、およびその他のマルチコア機能を管理するスヌープ制御ユニット(SCU)です。 

ARM MPCoreテクノロジは、非常に効率の良い、スケーラブルなマルチプロセシングCPUクラスタを実現し、幅広い範囲のパフォーマンスと極めて低いソフトウェア オーバーヘッドを可能にします。 対称型マルチプロセシング(SMP)モードでは、OSスケジューラが処理クラスタに対するスレッドのすべての割り当てを処理します。これにより、この処理が実行中のアプリケーションに対して透過的になります。最新の上位レベルのオペレーティング システムには、この動作モードのサポートが組み込まれています。




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