На конференции TechCon 2012, которая проходила на прошлой неделе в Санта-Клара (США), корпорация ARM представила первые сведения о готовящемся к выпуску процессоре Cortex A57. Данный процессор будет обеспечивать наиболее высокую производительность в секторе процессоров для портативных устройств, однако в сферу его применения входит сетевое оборудование и серверы.

Характеристики Cortex-A57

Основные характеристики Cortex A57:

· поддержка исполнения команд с изменением последовательности;

· ядро ARMv8 с поддержкой 32- и 64-разрядных вычислений;

· 44-разряная виртуальная адресация памяти;

· поддержка до 16 Тбайт ОЗУ (от LPDDR3 до DDR4);

· 48 Кбайт кеш-памяти L1 для инструкций и 32 Кбайт кеш-памяти L1 для данных;

· исправление одиночных и обнаружение двойных ошибок, контроль четности, отслеживание системных ошибок

· от 512 Кбайт до 2 Мбайт кеш-памяти L2 (с поддержкой ECC);

· оптимизированная по потреблению дешифрация команд с использованием локальной дешифрации;

· интерфейс CCI-400 и CCN-504.

Структура Cortex A57

Ядро поддерживает неупорядоченное выполнение команд. Производительность на 1250 SpecInt2000 на 1,7 ГГц, т.е. на 25-30% выше, чем у 32-разрядных А15. Максимальная тактовая частота составляет 2,5 ГГц, техпроцесс 20 нм. Производительность 16 ядер, соединенных шиной CoreLink, в 10 раз превышает производительность А15.

Сравнение производительности А57 и А15

Процессоры A57 более эффективно расходуют энергию, чем А15, однако имеют на 30% большую площадь. Эффективность расхода энергии в 32- и 64-разрядном режимах одинакова.

Табл. 1. Отличительные особенности Cortex-A57

Преимущества 64-разрядной архитектуры

Основными отличиями 64-разрядной архитектуры от 32-разрядной являются

·         Векторные вычисления с плавающей запятой и двойной точностью (возможность выполнения большего набора алгоритмов)

·         64-разрядная виртуальная адресация (возможность увеличения виртуальной памяти)

·         64-разрядные регистры (увеличение производительности, меньшее использование стека)

·         Указатели с тегами (используются в Javascript; не предусмотрены в 32-разрядной архитектуре)

·         Новый принцип обработки исключений, упрощающий операционную систему и гипервизор

·         Модернизированное устройство кеш-памяти (пользовательское пространство, функция обнуления данных)

Сравнение процессоров в концепции big.LITTLE (большие и производительные процессоры против экономичных и компактных)

«Младший собрат» — Cortex-A53

Одновременно с А57 был представлен второй процессор семейства, А53. Основные особенности Cortex-A53:

• поддержка исполнения команд с изменением последовательности;
• ядро ARMv8 с поддержкой 32- и 64-разрядных вычислений;
• 40-разрядная виртуальная адресация памяти;
• поддержка до 1 Тбайт ОЗУ (от LPDDR3 до DDR4);
• от 8 до 64 кбайт кеш-памяти L1 для инструкций и 8-64 кбайт кеш-памяти L1 для данных;
• мультимедийный SIMD-процессор NEON;
• от 128 кКбайт до 2 Мбайт кеш-памяти L2 (с поддержкой ECC);
• интерфейс 128-разрядный CoreLink (CCI-400 и CCN-504).

Структура CortexA53

Производительность А53 сопоставима с производительностью Cortex-A9. При производстве на том же техпроцессе 32 нм ядро A53 будет занимать на 40% меньше площади по сравнению с A9. Если же сравнивать 20-нм ядро A53 с 32-нм A9, то первое будет в 4 раза меньше по площади, а также выигрывает по энергопотреблению.

Применение связки Cortex-A53/А57

Процессоры класса big рекомендуется сочетать с процессорами LITTLE (см. выше).

Приводим пример использования связки А53/А57 в серверных системах и в качестве платформы для мобильных устройств.

Пример применения А53/А57 в сетевом оборудовании или сервере

Для работы серверной системы достаточно производительности 16 ядер (4 кластера по 4 ядра).

Пример применения А53/А57 в мобильных устройствах

Среди компаний, которые уже заявили о намерении использовать ядра Cortex-A53/A57, отмечены AMD, Broadcom, Calxeda, HiSilicon/Huawei, Samsung Electronics и STMicroelectronics. Первые устройства на основе A53/A57 появятся в 2014 г.