ARM推出“Osprey”雙內(nèi)核Cortex-A9處理器，達(dá)2GHz時鐘頻率
處理器知識產(chǎn)權(quán)許可商ARM Holdings plc已經(jīng)成功開發(fā)出雙內(nèi)核Cortex-A9處理器設(shè)計(被稱為Osprey)的兩個實(shí)現(xiàn)。
Osprey是40nm硬宏處理器，能夠達(dá)到2GHz的時鐘頻率，是ARM公司開發(fā)的最高性能內(nèi)核之一。該設(shè)計看起來非常類似TI公司有望在今年秋季出樣的OMAP-4芯片，它將兩個ARM Cortex A9內(nèi)核集成在單個Intel Atom內(nèi)核空間范圍內(nèi)(參見三星、Intrinsity公司將ARM提升到GHz速率)。
Osprey至少在Intel改變其制造工藝之前會是Atom的有力競爭對手。它采用硬宏的形式，設(shè)計使用臺灣臺積電(TSMC)的40G 40nm制造工藝技術(shù)制造。
Osprey硬宏分別針對功耗和性能作了優(yōu)化，而針對性能的優(yōu)化使得ARM處理器完全進(jìn)入了高性能應(yīng)用競爭領(lǐng)域。
“Osprey的目標(biāo)除了性能還是性能?！盇RM公司處理器事業(yè)部營銷副總裁Eric Schorn表示，“我們正在開拓新的市場，比如上網(wǎng)本(netbook)、智能本(smartbook)、移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(MID)、電視和娛樂設(shè)備中的消費(fèi)電子以及企業(yè)連網(wǎng)設(shè)備(比如打印機(jī)之類)。”
Osprey本身就是一個雙內(nèi)核處理器，但沒有人能阻止許可獲得方在裸片上放置多個內(nèi)核，Schorn指出。雖然ARM仍在等待臺積電公司生產(chǎn)出完整測試的芯片，這將在今年第四季度完成，但前面提到的兩個設(shè)計已經(jīng)可以用于許可，其IP可以在2009年第4季度發(fā)貨。因此用戶應(yīng)能在2010年內(nèi)生產(chǎn)出他們自己的SoC。
針對速度優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)適用于企業(yè)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、打印機(jī)和其它要求時鐘頻率高達(dá)甚至超過2GHz的峰值性能應(yīng)用。這種內(nèi)核占用6.7平方毫米的硅片面積，在2GHz時鐘頻率下可以提供10000 DMIPS運(yùn)算能力，功耗約為1.9瓦。
針對功耗優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)適用于移動計算設(shè)備、智能電腦和要求800MHz到1GHz以上時鐘頻率的其它消費(fèi)電子設(shè)備。它占用4.9平方毫米的裸片面積，在800MHz時鐘頻率時可以提供4000 DMIPS運(yùn)算能力，功耗0.5瓦。這兩種實(shí)現(xiàn)都將采用臺積電的40G工藝，并支持低漏電GL工藝選項。
上述設(shè)計包含一個固定大小的一級緩存，容量是32kB指令和32kB數(shù)據(jù)，另外還有一個二級緩存控制器，支持128kB到8MB的二級緩存空間。
Schorn聲稱，通過等效性比較，Osprey的規(guī)模在Intel公司采用類似40/45nm工藝技術(shù)生產(chǎn)的Atom處理器的1/3至1/4之間。ARM的Osprey還通過了嵌入式微處理器基準(zhǔn)聯(lián)盟的Coremark基準(zhǔn)測試。據(jù)ARM介紹，這兩個實(shí)現(xiàn)的性能都超過了工作在1.6GHz的Atom N270。針對功耗優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)可以在800MHz時鐘頻率時做到這一點(diǎn)，而針對速度優(yōu)化的版本雖然工作在2GHz，但性能超出達(dá)2.5倍。
這個雙內(nèi)核設(shè)計中的每個內(nèi)核都包含支持圖像和多媒體處理的Neon SIMD引擎和浮點(diǎn)處理單元。“事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)處理并不是Neon或浮點(diǎn)單元的強(qiáng)項。但當(dāng)你使用硬宏時你必須作出一些艱難的選擇。不過它具有經(jīng)硅片驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)了的優(yōu)勢?！盨chorn表示。
ARM推出這樣的硬宏已經(jīng)有段時間了，最早可以追溯到ARM922和ARM926?！癆RM926具有一個可配置的緩存，并且越來越多地使用代工業(yè)務(wù)。這些代工廠自己提供低功耗、通用和高性能的多種工藝節(jié)點(diǎn)，因此目標(biāo)數(shù)量有所增加?！盨chorn表示，“但正像我們現(xiàn)在看到的那樣，節(jié)點(diǎn)變化在減少，縮短硬宏生命期的目標(biāo)數(shù)量又在增加。我們希望一次工程能實(shí)現(xiàn)多次許可?！?/FONT>
Cortex-A9的最早采納者、ARM公司的半導(dǎo)體合作伙伴已經(jīng)用低功耗工藝實(shí)現(xiàn)了這種處理器內(nèi)核，Schorn指出?！霸S多合作伙伴使用低功耗工藝，因此我們不準(zhǔn)備重復(fù)我們的合作伙伴已經(jīng)做過的工作。低功耗與無線通信很有關(guān)系。這種高性能內(nèi)核另辟溪徑，功效可達(dá)Atom的4至5倍?！盨chorn表示。
Osprey硬宏不包含圖形處理器，但有趣的是將要出帶的測試芯片包含。“在雙Osprey測試芯片上集成了MALI-400多媒體處理器和MALI-VE視頻引擎。”Schorn透露。
同樣，Osprey內(nèi)核不包含Intrinsity公司的Fast14技術(shù)，但這種技術(shù)被三星公司用于時鐘頻率1GHz以上的Cortex-A8處理器的實(shí)現(xiàn)?！癐ntrinsity公司的這種Fast14技術(shù)非常神奇，已被應(yīng)用于Cortex-A8，但Osprey實(shí)現(xiàn)沒有采用。不過未來肯定不會棄之不用的?！?/FONT>
Osprey確實(shí)包含了其它ARM低功耗處理器設(shè)計中使用的時鐘選通和低功耗設(shè)計技術(shù)。如果管線中沒有指令，主處理單元是不消耗功率的。設(shè)計還使用了6個獨(dú)立的電源島以管理性能不作要求時的漏電功率。整個管線可以被關(guān)閉，同時SRAM數(shù)據(jù)保持不變，以實(shí)現(xiàn)可能的即時加載。緩存?zhèn)蓽y單元和二級緩存控制器單元也能被獨(dú)立控制。
Schorn最后總結(jié)道：“這與過去的工作已經(jīng)有天壤之別。通過與合作伙伴的優(yōu)勢互補(bǔ)，可進(jìn)一步擴(kuò)展ARM架構(gòu)的應(yīng)用范圍。”
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