Tudd Intuíció, előadás, többmagos processzor kar-
Abstract: Az előadás áttekintést ad a többmagos processzorok egyik legnépszerűbb eddigi architektúrák - ARM. A többmagos processzorok ezen architektúra kombinálja skálázható teljesítmény, alacsony fogyasztás, hatékony rendszer parancsokat és támogatása széleskörű technológiák és termékek. Mindezek a tulajdonságok teszik ígéretes kiindulópont high-end mobil eszközök.
Processzorok ARM IP-magok
Abban a pillanatban, a cég három ARM többmagos architektúra: ARM11 MPCore, Cortex-A9 MPCore és Cortex-A5 MPCore. Minden ilyen architektúrák lehet méretezni egy-négy processzormagot (ARM11, Cortex-A9 és Cortex-A5) [48 -49 -50 -51]. Kód írt egyetlen processzor is fut a multi-core.
Cél alkalmazások MPCore processzor a területén a mobil alkalmazások magas követelményeket támaszt a teljesítmény, valamint a korlátozott energiaforrások. Hála a skálázható csúcsteljesítmény, ez a processzor is elég könnyen megbirkózni az igények korszerű, nagy teljesítményű beágyazott alkalmazások, miközben szoftver beruházások a feltörekvő piacokon.
Általános jellemzői a multi-core ARM processzorok
MPCore processzorok támogatják teljes mértékben koherens adatok cache, jelentősen megkönnyítve mind a szimmetrikus és aszimmetrikus multiprotsessing, sőt, mint bármely más többprocesszoros technológia.
Alkalmazás teljesítményét növelni szétválasztásának lehetősége az adatok cache magok, a lehetőségek elosztásának és kiegyensúlyozzák a feldolgozási terhelést a processzorok, portolás többfeladatos és skálázhatóság az alkalmazások miatt a hatékony CPU többszálú alkalmazások, jellemző a művészeti program. Képes továbbítani az adatokat a cache processzor lehetővé teszi, hogy a processzor hatékonyan megosztani adatokat anélkül, hogy hozzáférjen a memória.
MPCore processzorok hogy a gyártó ugyanazt a mag különböző konfiguráció termékek különböző tulajdonságokkal és a követelmények.
A mai napig, az engedélyt, hogy készítsen ARM CPU MPCore szerzett több mint 15 vállalat, köztük a Broadcom, a NEC Electronics. NVIDIA, Renesas Technology. A Toshiba és Sarnoff Corporation és testesül meg nagyszámú alkalmazások és eszközök a piacon. A technológia jelentősen megnöveli a körben alkalmazható, mely hatékonyabb modell műveleteket.
Minden multi-core megoldások ARM alapú busz architektúrán AMBA 3 AXI. lehetővé teszi, hogy csatlakozzon a feldolgozók nem csak a memória és a perifériák, de más processzorok. MPCore processzor busz interfész és a skálázhatóság teszi, hogy beállítsa a rendszer teljesítményét, optimalizálja az energiafogyasztást, és csökkentik a teljes költséget az oldathoz és az elavulás kockázata az átmenetet a következő generációs digitális eszközök. Integráció a meglévő rendszer összetevőit is csökkenti a kockázatokat, például támogatja az operációs rendszerek és termékek ezen processzorokon alapuló. Munka standard ARM - építészet programozási modell, amely támogatja a meglévő operációs rendszerek és alkalmazások. Elérhető kompatibilis a Linux 2.6 SMP operációs rendszerek és fejlesztő eszközök.
A megszállt terület egy chip processzorok, a különböző működési frekvencia és az energiafogyasztás függ a végrehajtási eljárásban alkalmazott, alkatrész könyvtárak és optimalizálása.
Annak ellenére, hogy a különbség a magok a bizonyos különbségek az építési multi-core változata a processzorok számos technológia által támogatott mindet.
Gyorsulás technológiák a Java-alapú alkalmazások - Jazelle DBX és Jazelle RCT optimalizálásához adaptív összeállítási folyamat "on the fly" (Just In Time (JIT) és dinamikus adaptív Compilation (DAC)), valamint csökkenti memória-felhasználás - legfeljebb három alkalommal.
TrustZone technológia célja, hogy biztosítsák a biztonságos tranzakciók kezelését a digitális tanúsítványok. hozzon létre egy adatbázist, hogy ellenőrizze és jogainak védelme (Digital Rights Management (DRM)).
ARM11 MPCore
Szintetizált processzor ARM11 MPCore [48] támogatja ARM11 mikroarchitektúra, és tartalmazhat egy-négy processzor (8.1 ábra.) Elérése teljesítménye 2600 DMIPS; Meg van egy kiterjesztett memória-sávszélességet a sorrendben 1,3 Gb / s egyetlen processzor.
Ábra. 8.1. Szerkezet processzor ARM11 MPCore
ARM11 processzor támogatja MPCore ARMv6 architektúrát, amely támogatja a hüvelykujj, bővítmények DSP, SIMD multimédiás feldolgozása és ARM Jazelle Java.
A processzor nagy teljesítményű memória alrendszer. Mindegyik processzor saját független adat és utasítás cache hogy fenntartsák az adatok konzisztenciáját. A méret a cache utasításokat és adatokat lehet változtatni függetlenül a tartományban 16 KB 64 KB minden egyes kernel.
Támogatja a 64 bites AMBA AXI felület egy vagy két 64-bites buszrendszer AMBA 3 AXI. A rendszer 64 bites busz AMBA 3 AXI egyszerűsíti az adatcserét a rendszerben elegendően nagy sávszélességet és egyszerű időmérő rendszer.
Vector co-processzor (Vector lebegőpontos társprocesszorokat) együttműködik számok lebegőpontos formátumban.
És forgalmazás vezérlő egység egy programozható megszakítás - 255 úgy konfigurálható, hogy független forrásból hardver megszakítások
Hozzáadott energiagazdálkodási rendszer: a többprocesszoros az a képesség, hogy tiltsa le a nem használt források és feldolgozók (Adaptive leállítás), mely végül a dinamikus energiafogyasztás nagyságrendű 0,49 mW / MHz - takarítson meg akár 85% -os energia.
ARM11 MPCore lehetővé teszi a rendszer tervezők, hogy fontolja meg egy külön processzor egyetlen processzor. így egyszerűsítve a fejlesztési folyamatot, és csökkenti a time-to-market.
- 90nm folyamat;
- működési frekvencia - 320-620 MHz;
- gyorsítótár lábnyom 1,77 mm 2;
- cache mérete - 16K / 16K;
- teljesítményfelvétel - 0,23-0,43 mW / MHz (gyorsítótár nélkül - 0,180,37 mW / MHz).
A megszállt terület a mag. sávszélesség és az energiafogyasztás függ a végrehajtási eljárásban alkalmazott, alkatrész könyvtárak és optimalizálása. Ezek a számok kaptuk az alábbi gyártási feltételek: folyamat - TSMC; egy szabványos alkatrész könyvtárak - ARM Artisan.
Sorozat Cortex-A MPCore
Processzor család Cortex-A MPCore [49 -50 -51] - Cortex-A5 MPCore és Cortex-A9 MPCore - eltekintve egy kis helyigény és az energia egy gazdag funkcionalitás és funkciók építészet ARMv7, amely végül ad a nagy teljesítmény és az alacsony energiafogyasztás. mind az adott alkalmazásban, és az általános terv az eszközöket. Szintén támogatott technológia Thumb -2, nagy teljesítményű, miközben csökkenti kód mérete 30% -kal.
Processzorok, amelyek egy részét multiprocesszorok Cortex-A MPCore, van egy blokk lebegőpontos művelet elvégzésére képesek műveletek szimpla és dupla pontosságú. Ez nagyjából kétszer akkora teljesítményt, mint a korábbi verziók az ARM FPU.
Architektúra ARM Cortex-A5 / A9 (. 8.2 ábra) egy multimédiás 128 bites SIMD architektúra kiterjesztése - NEON. célja, hogy támogassa a műveletek és funkciók a multimédiás digitális jelfeldolgozás (például, hogy gyorsítsák fel algoritmusok, mint például a H.264 és MP3). Továbbá, ez a modul kiterjeszti a rendszert utasításkészletet ARM NEON SIMD Részletes utasítást. Először be a Cortex-A8 processzor.
Branch predikciós egység fenntartja a megcélzott áthalad, és puffereli a globális történelem, pontosságát előrejelzések szerint tesztek, majd mintegy 95%.
A memória alrendszer képes betölteni az adatokat az első szintű cache egy ciklusban. Optimalizált alrendszer AMBA AXI sávszélességgel rendelkezik, amely több mint háromszor nagyobb, mint a ARM1176JZ-S processzorok.
Hozzáadott támogatása több különálló ügyletek külső memória több CPU terhelés.
Mivel processzor Cortex-A9 MPCore MPCore többprocesszoros technológia magában foglalja a következő megoldások és technológiák:
- felgyorsítja harmonizációja port - Accelerator koherencia Port (ACP) - növeli a rendszer teljesítményét és csökkenti az energiafogyasztást;
- blokk Advanced Bus Interface - a késedelmek csökkentése az eszközök nagy sávszélesség követelményeinek.
Components Program Trace makrocella és CoreSight tervezése készlet lehetővé teszi a fejlesztő végrehajtásának nyomon követése a program vagy a megőrzése a történelem végrehajtásának puffer kristály vagy a kibocsátás egy szabványos hibakereső felületet. amely nagymértékben leegyszerűsíti a fejlődő és a hibakeresés programokat.
Technology többmagos TrustZone szakítania virtualizáció hardveres támogatás az adatvédelem és a fejlett funkciók alkalmazás virtualizációs megoldásokat.
Közös Interrupt Controller - általános Interrupt Controller (GIC) - célja, hogy támogassa a hordozhatóság a szoftver és optimalizálása inter-process csere.