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ハード マクロ プロセッサ

ハード マクロ プロセッサ Image

ARMハード マクロの製品群は、性能と電力に最適化されたCortex™-Aシリーズのプロセッサのハード マクロセル実装を提供します。従来のRTLを基盤としたSoC開発戦略によって提供される多面的な柔軟性とこれに関わる重要なコストと労力との間でトレードオフすることを検討中のSoC設計者にとって、ARMハード マクロ ポートフォリオはベンチマーク済みのPPA(性能、電力、面積)を通じてより高い利益性を実現した代替オプションとして、設計リスクの低減と製品化期間の短縮を提供します。  

                              

 


完全な自由と柔軟性を求める設計チームにとって、ソフトコアの実装が一番の選択肢であることは変わりませんが、最新の業界トレンドでは、設計者はARMハード マクロなどの代替オプションを検討するようになっています。 

ARMハード マクロを使用すると、半導体ベンダはデバイスの差別化と競争力の高いソリューションを促すことによって、高いレベルの革新性と利益性を達成できます。ARMハード マクロはまた、ARMアーキテクチャにあまりなじみがない設計者や、ARM9およびARM11を基盤とした設計からCortex-Aの上位移行を検討している設計者にとっても魅力的な選択肢です。 

膨大なARMプロセッサの宝庫、ツール、実装知識と経験を生かす事でARMハード マクロでは、最適化されたPPA結果を提供できます。これは従来のソフトコア実装戦略においては最も経験豊富な設計チームでなければ達成が難しい結果です。

設計に関する課題と業界のトレンド

ハード マクロの機能と利点  

複雑化するSoC 
SoCの多くがデュアル コアやクワッド コアを備えるようになり、SoCはここ数年複雑化の一途を辿っています。

設計の簡略化 
ARMハード マクロでは、大幅な設計の簡略化とリスク緩和が実現しました。
製品化期間短縮への圧力
ベンダは早期市場投入による見返りが高まる一方で、プロジェクト遅延の結果による影響も深刻化するという大きな課題に直面しています。
製品の差別化による製品化までの時間短縮
ARMハード マクロは、保証された検証済みのソリューションであるため、半導体ベンダは主な機能や差別化に力を入れることができます。
市場によるPPA(性能、電力、面積)への圧力
設計者は、PPAのスイート スポットを当てるプレッシャーに追われています。PPAのバランスを正しく取るには、Vt設計、DFT/DFM、パワー ゲーティングなどを組み合わせたスキルや経験が必要になります。
PPA(性能、電力、面積)の保証と統合された設計
ARMハード マクロは、プロセッサIP、POP、電源ドメイン、クロック ツリー挿入、DFM/DFTなどを1つのパッケージにまとめた統合設計で、PPAに高い最適化と保証を提供します。
コストとリスクの障壁 
高いコストと新技術を採用する、または新しい市場に参入する際のリスクによって行く手を阻まれているベンダもいます。
低コスト、低リスク
ARMハード マクロでは、TCOと設計リスクが大幅に低減したため、半導体ベンダは簡単、低コスト、低リスクな方法で市場で成功を収めることができます。

     


ARMハード マクロ ポートフォリオは現在、Cortex-A5、Cortex-A9およびCortex-A15プロセッサで構成されています。

ARM Cortex-A5シングルコア40LPハード マクロ

最も小型で低電力で、1GHzを達成できるARMv7 CPU

Cortex-A5 UP(ユニプロセッサ)ハード マクロは、1GHz対応Cortex-A5プロセッサをTSMC 40LPに実装した初のライセンス可能なマクロです。現在のユーザは、スマートフォンやタブレットから提供される豊富なマルチメディアおよびインターネット接続の経験に慣れています。これらの機能の需要とユーザ エクスペリエンスにより、低コストのハンドセットから多機能電話、量産エンベデッド型のコンシューマ用および産業用デバイスまでさまざまな種類の次世代低価格デバイスが生まれています。Cortex-A5 UPハード マクロは、高性能の低コスト ソリューションを提供し、統合されたFPU、NEON™およびTrustZone®機能を使用して、ハイエンドのグラフィカル ユーザ インタフェース、マルチメディア、インターネット ブラウザおよびセキュリティ機能を備えた明日の低価格デバイスを強化します。   


ARM Cortex-A9デュアルコア40Gハード マクロ

2 GHz対応Cortex-A9デュアルコア プロセッサの実装

TSMC 40GプロセスでのCortex-A9デュアルコア ハード マクロ実装を使用すると、シリコン メーカは、高性能、低電力のCortex-A9プロセッサを基盤とする消費者市場およびエンタープライズ市場のデバイスのシリコンを迅速かつ低リスクで入手することができます。ハード マクロは、速度最適化型と電力最適化型の2つの種類があります。速度に最適化されたCortex-A9ハード マクロ実装は、意欲的な低消費電力手法を組み込んだものです。これは、コンパクトかつ高密度の温度制約がある環境で要求される電力枠内で、ARMの高性能リーダーシップを、高マージンのコンシューマおよびエンタープライズ デバイスにまで拡張するものです。この実装は、ティピカル条件から選別された場合に2 GHz以上で動作し、高マージンのパフォーマンス重視のアプリケーションに最適なソリューションとなります。エネルギー効率が最重視されるアプリケーションで電力に最適化されたCortex-A9電力最適化ハード マクロ実装は、省電力が要求される環境でも 800MHzでの動作が可能であり、性能と低電力を兼ね備えた魅力的な選択肢となっています。    


ARM Cortex-A15クワッドコア 28HPMハード マクロ

 2GHz+対応Cortex-A15クワッドコア プロセッサの実装

ARM Cortex-A15クワッドコア ハード マクロは、TSMC 28HPMプロセスで2.0GHz以上を実現できます。統合されたNEON SIMDテクノロジと浮動小数点(VFP)を備えた低リーク実装は、競争的に優位な性能と電力のバランスを実現しているため、ノートパソコンから電力効率の高い、極めてパフォーマンス指向のネットワークとエンタープライズ デバイスなどの広範な高性能コンピューティング アプリケーションに理想的です。


ARMハード マクロは、さまざまな実装オプションを使用でき、これ以上のオプションも追加予定です。

現在、次のオプションが使用可能です。                      

 

プロセス 

プロセッサ

TSMC
40LP 

 TSMC
40G 

TSMC
 28HPM

Cortex-A5シングルコア

 X 

   
Cortex-A9デュアルコア    

X

Cortex-A15クワッドコア

X


ARMハード マクロ プロセッサは、フィジカルIPや開発ツールなど幅広い範囲のARMテクノロジを備え、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、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をARMパートナーに提供します。

フィジカルIP

ARMハード マクロは、40nmおよび28nmテクノロジ向けの先進のARMフィジカルIPを含む一式の高性能POP™ IPによってサポートされるため、リーダーとしての物理実装の迅速な開発が可能になります。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。

POP IP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枠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。

POP IPは、最適化されたARMコア実装に必要な3つの重要な要素で構成されています。

  • 第1に、所定のARMコアおよびプロセス テクノロジに特化した、ARM Artisan®フィジカルIPロジック ライブラリとメモリ インスタンスが含まれています。このフィジカルIPは、ARMプロセッサ部門のエンジニアとの緊密なコラボレーションにより、プロセスを繰り返して最適な結果を見つけることによって開発されました。
  • 第2に、コア実装においてARMが達成した正確な条件と結果を文書化した、包括的なベンチマーク レポートが含まれています。
  • 最後に、結果を得るために使用した方法を詳細に記載したPOP実装ガイドが含まれています。これにより、顧客は同じ実装を素早く低リスクで実現できます。

 


 

ツールのサポート

すべてのARMプロセッサは、ARM Development Studio 5(DS-5™)ツール スイートのほか、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フローによってサポートされています。

ARM DS-5ソフトウェア開発ツールは、ARMが提供する技術のすべてを最大限に活用することができる、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。ARMコンパイラと、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。


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