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ARM The Architecture For The Digital World  

Cortex-Aシリーズ

Cortex-Aシリーズ Image

ARM Cortex™-Aアプリケーション プロセッサ シリーズは、超低コストの携帯電話から、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セットトップ ボックス企業ネットワーキング、プリンタ、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、 および高効率の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-Aプロセッサのアプリケーションの例

 


業界標準

Cortex-Aプロセッサは、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向けのプロセッサで、 最新テクノロジを使用したモバイル インターネットで必須の携帯電話や超軽量ネットブックまたはスマートブックから、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-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-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ています。
  • 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 

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、次のテクノロジ拡張機能により、次の機能を提供します。
  • 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

Cortex-A5Cortex-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、提供される特性は、将来の高度な組み込みソリューションに合わせてそれぞれ異なります。

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-A5Cortex-A5 MPCoreCortex-A8Cortex-A9Cortex-A9 MPCore

Cortex-A9
ハード マクロ

Cortex-A15 MPCore

アーキテクチャ

ARMv7

ARMv7 + MP

ARMv7

ARMv7

ARMv7 + MP

ARMv7 + MP

ARMv7
+MP+

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

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

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

TBC

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


Cortex-A9

Cortex-A9プロセッサは、それぞれがCPUあたり2.5 Dhrystone MIPS/MHzを実現するシングル コア プロセッサまたは1~4コアのマルチコア合成可能プロセッサとして提供されます。 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、従来の組み込み設計向けに最小のダイ面積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、実装内に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、完全に設定されたデュアル コア ハード マクロとしてTSMC 40G/GLプロセスに強化され、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の発展経路を提供します。

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。ターゲットは、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です。 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、超低コストのハンドセットから、多機能携帯電話、スマート モバイル デバイス、量産組み込み型のコンシューマ用および産業用デバイスまで、極めて幅広いデバイスでインターネット接続を可能にします。Cortex-A5プロセッサは、Cortex-A8プロセッサおよび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などでの経験豊富な開発者とソフトウェア エコシステムを即座に利用できます。 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-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、統合化されたキャッシュ 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キャッシュ境界で完全にコヒーレントです。さらに、制限されたコヒーレンシを、アクセラレータ コヒーレンス ポート(ACP)を介してSoC(System on a Chip)の残りの部分に拡張するように設定することもできます。 ACPは、キャッシュされないメモリ ビューを持つシステム マスタリング ペリフェラルおよびアクセラレータ(例えば、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設定可能で、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™相互接続インタフェース 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ついて相互接続、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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