ARM發(fā)布Cortex-A9處理器 滿足可擴(kuò)展性能及低功耗設(shè)計(jì)需求

ARM公司近日在美國加州圣克拉拉（Santa Clara）舉行的第四屆ARM開發(fā)者大會上發(fā)布了其新款Cortex™-A9 處理器系列。全新的ARM Cortex-A9 MPCore™ 多核處理器與ARM Cortex-A9 單核處理器能在嚴(yán)格的功率限制下提供史無前例的高性能，可用于提供出眾的全面功能的創(chuàng)新設(shè)備，例如智能手機(jī)、連接移動電腦（connected mobile computers）、消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車信息娛樂系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及其它嵌入式和企業(yè)設(shè)備。

ARM同時還宣布已有多個合作伙伴已經(jīng)選用Cortex-A9處理器，包括：日電電子（NEC Electronics）、NVIDIA、三星、意法半導(dǎo)體及德州儀器。

全新的Cortex-A9處理器能與其他Cortex系列處理器以及廣受歡迎的ARM MPCore技術(shù)兼容，因此能夠很好延用包括操作系統(tǒng)/實(shí)時操作系統(tǒng)（OS/RTOS）、中間件及應(yīng)用在內(nèi)的豐富生態(tài)系統(tǒng)，從而減少采用全新處理器所需的成本。

通過首次利用關(guān)鍵微體系架構(gòu)方面的改進(jìn)，Cortex-A9 處理器提供了具有高擴(kuò)展性和高功耗效率的解決方案。利用動態(tài)長度、八級超標(biāo)量結(jié)構(gòu)、多事件管道及推斷性亂序執(zhí)行（ Speculative out-of-order execution），它能在頻率超過1GHz的設(shè)備中，在每個循環(huán)中執(zhí)行多達(dá)四條指令，同時還能減少目前主流八級處理器的成本并提高效率。

ARM MPCore技術(shù)

被廣泛選用的對ARM MPCore技術(shù)提升了性能的可拓展性以及對功耗的控制，從而在性能上突破了目前類似的高性能設(shè)備，同時繼續(xù)滿足了苛刻的手機(jī)功耗要求。迄今為止，ARM MPCore技術(shù)已被包括日電電子、NVIDIA、瑞薩科技和薩諾夫公司（Sarnoff Corporation）在內(nèi)的超過十家公司授權(quán)使用，并從2005年起實(shí)現(xiàn)芯片量產(chǎn)。

通過對MPCore技術(shù)作進(jìn)一步優(yōu)化和擴(kuò)展，Cortex-A9 MPCore多核處理器的開發(fā)為許多全新應(yīng)用市場提供了下一代的MPCore技術(shù)。此外，為簡化和擴(kuò)大對多核解決方案的使用，Cortex-A9 MPCore處理器還支持與加速器和DMA的系統(tǒng)級相關(guān)性，進(jìn)一步提高性能，并降低系統(tǒng)級功耗。

Cortex-A9單核處理器被開發(fā)用于簡化高性能、成本敏感型應(yīng)用（包括多功能手機(jī)和其它低成本嵌入式設(shè)備）的設(shè)計(jì)遷移，同時縮短其上市時間。每個處理器都配備了ARM Advantage™標(biāo)準(zhǔn)元和存儲器，用于傳統(tǒng)的、便捷的綜合流程，同時能夠在保持與先前ARM11系列處理器相近的芯片成本和功耗預(yù)算的情況下，提供更高水平的功耗效率。 

IDC市場研究公司半導(dǎo)體部門副總裁Mario Morales表示：“通過推出ARM Cortex-9微處理器，ARM繼續(xù)提高了用于移動及電池驅(qū)動應(yīng)用Cortex系列的性能。新處理器的選項(xiàng)包括對Cortex系列的多核支持，我們預(yù)計(jì)它能幫助拓展性能及功耗水平，從而滿足OEM廠商對下一代設(shè)備在擴(kuò)展和功能方面的需求。通過專注于系統(tǒng)級性能及更低的功耗，ARM Cortex-A9處理器能夠支持為實(shí)現(xiàn)融合的服務(wù)和設(shè)備而提出的、不斷增長的對多核架構(gòu)的需求。”

ARM公司銷售及市場執(zhí)行副總裁Mike Inglis表示：“ARM繼續(xù)為突破性產(chǎn)品提供核心技術(shù)，這些產(chǎn)品被設(shè)計(jì)用來滿足消費(fèi)者對大量應(yīng)用的不斷增長的需求，包括智能手機(jī)、連接移動電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品。在2005年，我們推出了非常成功的Cortex-A8處理器，它已被我們許多合作伙伴采用，并將于2007/8年開始支持各種不同的創(chuàng)新終端產(chǎn)品的融合。今天，ARM又向前邁了一大步，推出Cortex-A9處理器。它將為2009/10年間的終端設(shè)備提供高效的、成本敏感型單處理器和高性能多核應(yīng)用，從而進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)新。這項(xiàng)新技術(shù)將使ARM的合作伙伴在包括新興的連接移動電腦市場在內(nèi)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域保持領(lǐng)導(dǎo)地位。”

CORTEX-A9處理器的優(yōu)點(diǎn)

Cortex-A9處理器系列是第一款能夠?yàn)閷π阅芤蠛芨叩南M(fèi)電子及企業(yè)應(yīng)用提供總計(jì)超過8000 DMIPS性能、同時能夠在非?？量痰?50mW移動功耗預(yù)算條件下為當(dāng)今的手機(jī)提供顯著的性能提升的可綜合ARM處理器。在采用TSMC 65納米普通工藝、性能達(dá)到2000 DMIPS時，核邏輯硅芯片將小于1.5平方毫米。從2000 DMIPS到8000 DMIPS的可擴(kuò)展性能，比當(dāng)今高端手機(jī)或機(jī)頂盒高出4-16倍，將使終端用戶能夠即時地瀏覽復(fù)雜的、加載多媒體內(nèi)容的網(wǎng)頁，并最大程度地利用Web 2.0應(yīng)用程序，享受高度真實(shí)感的圖片和游戲，快速打開復(fù)雜的附件或編輯媒體文件。

Cortex-A9多核處理器是首款結(jié)合了Cortex應(yīng)用級架構(gòu)以及用于可擴(kuò)展性能的多處理能力的ARM處理器，提供了下列增強(qiáng)的多核技術(shù)：

*加速器一致性端口（ACP），用于提高系統(tǒng)性能和降低系統(tǒng)能耗

*先進(jìn)總線接口單元（Advanced Bus Interface Unit），用于在高帶寬設(shè)備中實(shí)現(xiàn)低延遲時間

*多核TrustZone® 技術(shù)，結(jié)合中斷虛擬，允許基于硬件的安全和加強(qiáng)的類虛擬（paravirtualization）解決方案

*通用中斷控制器（GIC），用于軟件移植和優(yōu)化的多核通信

在由業(yè)界領(lǐng)先的嵌入式微處理器基準(zhǔn)協(xié)會（EEMBC）開發(fā)的多核基準(zhǔn)框架的發(fā)展進(jìn)程中，Cortex-A9 MPCore多核處理器在多種基準(zhǔn)下都表現(xiàn)出近線形可擴(kuò)展性，與添加的處理器單元一起提供高達(dá)四倍于類似單核處理器的性能。

完整的系統(tǒng)解決方案

兩款A(yù)RM Cortex-A9處理器都包含ARM特定應(yīng)用架構(gòu)擴(kuò)展集，包括DSP和SIMD擴(kuò)展集和Jazelle® 技術(shù)、TrustZone和智能功耗管理（IEM™）技術(shù)。此外，ARM已開發(fā)一整套支持新處理器的技術(shù)，以縮短設(shè)計(jì)時間并加快產(chǎn)品上市時間。這一完整的系統(tǒng)解決方案包括： 

• 浮點(diǎn)單元（FPU）：Cortex-A9 FPU提供高性能的單精度和雙精度浮點(diǎn)指令。

• 媒體處理：Cortex-A9 NEON媒體處理引擎（MPE）提供了Cortex-A9 FPU所具有的性能和功能，以及在Cortex-A8處理器中首次推出的用于加速媒體和信號處理功能的ARM NEON 先進(jìn) SIMD指令集。

• 物理IP：提供在Cortex-A9處理器上實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能應(yīng)用所需的眾多標(biāo)準(zhǔn)單元庫和存儲器。標(biāo)準(zhǔn)單元包括功耗管理工具包，可實(shí)現(xiàn)動態(tài)和漏泄功耗節(jié)省技術(shù)，例如時鐘門控、多電壓島和功率門控。還提供具有先進(jìn)的功耗節(jié)省功能的存儲編譯器。

• Fabric IP：Cortex-A9處理器得到廣泛的PrimeCell® fabric IP元件的支持。這些元件包括：一個動態(tài)存儲控制器、一個靜態(tài)存儲控制器、一個AMBA® 3 AXI可配置的內(nèi)部互連及一個優(yōu)化的L2 Cache 控制器，用于匹配Cortex-A9處理器在高頻設(shè)計(jì)中的性能和吞吐能力。

• 圖形加速: ARM Mali™ 圖形處理單元及Cortex-A9處理器的組合，將使得SoC合作活動能夠創(chuàng)造高度整合的系統(tǒng)級解決方案，帶來最佳的尺寸、性能和系統(tǒng)帶寬優(yōu)勢。

• 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：ARM RealView® SoC Designer工具提供快速的架構(gòu)優(yōu)化和性能分析，并允許在硬件完成以前很長時間即可進(jìn)行軟件驅(qū)動程序和對時間要求很嚴(yán)格的代碼的早期開發(fā)。RealView系統(tǒng)發(fā)生器（RealView System Generator）工具為基于Cortex-A9處理器的虛擬平臺的采用提供超快建模能力。Realview工具中關(guān)于Cortex-A9處理器的基于周期的（cycle based）及程序員視角的模型將于2008年第二季度上市。

• 調(diào)試： ARM CoreSight™片上技術(shù)加速了復(fù)雜調(diào)試的時間，縮短了上市時間。程序追蹤宏單元技術(shù)（Program Trace Macrocell technology）具有程序流追蹤能力，能夠?qū)⑻幚砥鞯闹噶盍魍耆梢暬瑫r配置與ARMv7架構(gòu)兼容的調(diào)試接口，實(shí)現(xiàn)工具標(biāo)準(zhǔn)化和更高的調(diào)試性能。用于Cortex-A9處理器的CoreSight設(shè)計(jì)工具包擴(kuò)展了其調(diào)試和追蹤能力，以涵蓋整個片上系統(tǒng)，包括多個ARM處理器、DSP以及智能外設(shè)。

• 軟件開發(fā)：ARM RealView開發(fā)套件（ARM RealView Development Suite）包括先進(jìn)的代碼生成工具，為Cortex-A9處理器提供卓越的性能和無以比擬的代碼密度。這套工具還支持矢量編譯，用于NEON媒體和信號處理擴(kuò)展集，使得開發(fā)者無需使用獨(dú)立的DSP，從而降低產(chǎn)品和項(xiàng)目成本。包括先進(jìn)的交叉觸發(fā)在內(nèi)的Cortex-A9 MPCore多核處理器調(diào)試得到RealView ICE和Trace產(chǎn)品的支持，同時也得到一系列硬件開發(fā)板的支持，用于FPGA系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)。