ARM против INTEL: успешная стратегия для RISC или выгода для CISC? Брайан Дайперт (BRIAN DIPERT), старший технический редактор, EDN Корпорация ARM и владельцы лицензии на ее продукты намерены расши- рить присутствие на рынке и занять ниши, традиционно занимаемые процессорами Intel x86. В ответ Intel решила потеснить корпорацию ARM в сегменте рынка электронных устройств. корпорации ARM и Intel окончатель- пустили при переходе с ARM11. ядро повышенную защиту. второй тип про- но вступили в открытую конкуренцию. Cortex-A8 обеспечивает поддержку цессоров ориентирован больше на первая активно продвигает технологию попарно запускаемых суперскалярных беспроводную передачу данных и под- RISC, в то время как Intel делает упор инструкций и имеет более глубокий держивает большой набор протоколов на процессоры с набором команд CISC. конвейер в каждом ядре, содержащий передачи данных и голоса. еще три года назад, когда Intel представ- 13 уровней вместо 8. Блок вычислений с ляла свой первый процессор семейства плавающей запятой в отличие от ARM11 NVIDIA — ставка на мультимеДиа Atom, компания ясно дала понять, что является обязательным. кроме того, компания Nvidia стала обладатель- нацелена не только на настольные ком- для Cortex-A8 требуется 64-разрядный ницей лицензии на ARM после несколь- пьютеры среднего уровня и ноутбуки, SIMD-вычислитель Neon. ких приобретений: компании MediaQ но и на портативные устройства, в кото- в Cortex-A9 разработчик сам решает, в 2003 г. и PortalPlayer в 2006 г. первая рых исторически пальма первенства реализовывать ли Neon и блок опера- снк Nvidia, Tegra, содержала процессор принадлежит ARM. в ответ ARM пред- ций с плавающей запятой. оба они не ARM11. она не получила широкого при- ставила ядро Cortex-A15, область при- являются обязательными. конвейер стал менения, хотя и легла в основу мульти- менения которого распространяется 9-ступенчатым, а производительность медийного плеера Zune HD (Microsoft) и на серверы — сегмент, который делят процессора по-прежнему превышает сотовых телефонов Kin. Через год репу- Intel и AMD. в то же время корпорация 1 ГГц благодаря переходу на новые техно- тация Nvidia была несколько подпорче- Microsoft объявила, что готовящаяся логические нормы. ограничения, кото- на из-за того, что компания не успела к выпуску Windows 8 будет поддержи- рыми связано большинство обладателей подготовить к выпуску анонсирован- вать оба набора команд. лицензии, не мешают вводить новые воз- ные устройства на основе Tegra 2. можности. вспомним технологию Fast14, Nvidia первой выпустила устройства ARM которую приобрела Samsung у Intrinsity на основе двуядерного процессора прежде чем оценивать шансы ARM для использования в снк Hummingbird. сortex-а9. именно они были использо- на успех в тех областях, где первен- после поглощения Intrinsity Apple также ваны Google при разработке третьей ство пока принадлежит х86, необходи- стала применять ее в своих процессорах версии ОС Android Honeycomb для ноут- мо познакомиться с бизнес-моделью а4. технология Fast14 позволяет заметно буков. некоторые передовые смартфо- корпорации и ее продукцией. с эко- увеличить тактовую частоту, сохраняя ны, которые появились в начале года, номической точки зрения положение прежние нормы литографии. компания также использовали возможности про- ARM, как обладателя интеллектуальной Qualcomm пошла по другому пути и раз- цессоров Nvidia, хотя из-за того, что они собственности, во многом зависит от работала совместимую с ARM7 архитек- не поддерживают видеоформат 1080p благосостояния компаний, использую- туру Scorpion, которая изготавливалась н.264 производители вскоре перешли щих ядра ARM в своих устройствах. сначала по нормам 65 нм, а теперь — по на модели конкурентов: Boxee выбра- 82 корпорация предлагает два вида 45 нм. в середине 2010 г. процессоры ла Intel Atom CE4100 для своих теле- лицензии: стандартную и лицензию на Scorpion стали двуядерными. по функ- визионных приставок, а LG для своих архитектуру. стандартная лицензия ционалу ядра MSM8260 и MSM8660 явля- смартфонов использовала Omap-4 про- дает право использовать готовые про- ются промежуточным звеном между изводства Texas Instruments. цессоры ARM в снк других компаний. Cortex-A8 и Cortex-A9. кристалл Scorpion процессор Tegra 2 выпускается в Это самый быстрый способ вывода содержит блок выполнения операций с двух вариантах: т20 и АР20. оба про- устройств на рынок, однако снк раз- плавающей запятой и ядро Neon. цессора работают на частоте 1 ГГц, но личных компаний будут мало отличать- в англоязычной литературе выделя- графический модуль в т20 имеет такто- ся друг от друга. ют два типа процессоров — application вую частоту 333 Мгц, а АР20 — 300 Мгц. лицензия на архитектуру или набор и baseband. разница между ними стано- в т20 используется память DDR2, а в команд позволяет сторонним компа- вится все более размытой, и они уступа- АР20 — DDR2 SDRAM. в обоих процес- ниям создавать уникальные устрой- ют место однокристальным решениям. сорах управление снк осуществляется ства. она есть у Intel, Marvell, Microsoft, первые предназначены для выполне- в ядре ARM7. Микроконтроллеры и DSP и Микроконтроллеры Nvidia и Qualcomm. для стандартного ния приложений пользователя, основ- недавно вышел процессор Tegra 3 лицензирования доступно несколько ной упор в них сделан на мультимедиа. под кодовым названием Kal-El, который ядер семейства Cortex-A. ядро Cortex- процессоры этого типа поддерживают поддерживает видео с разрешением A8 построено на основе Cortex-A5, сложные операционные системы, вир- 2560×1600 пикселов. в его основе — которое большинство компаний про- туальные машины, в т.ч. Java, и имеют ядро Cortex-A9 с тактовой частотой WWW.ELCOMDESIGN.RU 1,5 ГГц. в отличие от Tegra 2 Kal-El содер- 540 с тактовой частотой 300 Мгц — это те 400 Мгц. в каждом ядре имеется век- жит векторный SIMD-блок обработки почти на 50% быстрее, чем в снк конку- торный SIMD-блок обработки операций операций с плавающей запятой. как и в рентов. обращение к системной памя- с плавающей запятой. Tеgra 2, в нем используется кэш-память ти происходит по двум 32-разрядным в декабре TI анонсировала следую- L2 объемом 1 Мбайт. графический про- шинам LPDDDR2, работающим на часто- щую модель оМАР 4440, изготавливае- цессор содержит 12 ядер. процессор Tegra 3 обгоняет своего предшественника по скорости в 5 раз при таком же расходе энергии, хотя в некоторых случаях он потребляет даже меньше, что зависит от нагрузки. как ожидается, ноутбуки, оснащенные Kal-El, появятся уже к августу. к 2014 г. компа- ния планирует выпустить процессоры с производительностью в 100 раз выше, чем у Tegra 2 (см. рис. 1). a) 83 TEXAS INSTRUMENTS один из старейших сторонников ARM — компания Texas Instruments. она выпускает снк с процессором ARM и гра- фическим ядром PowerVR от Imagination Technology, иногда добавляя логические блоки собственной разработки или сиг- нальные процессоры. Массовый выпуск первой модели семейства оМАР-4, оМАР-4430, уже начат. Эта снк легла в основу таких устройств как Optimus 3D (LG), первый ноутбук от RIM, план- б) шет BlackBerry. процессор OMAP-4430 Микроконтроллеры и DSP и Микроконтроллеры содержит два ядра Cortex-A9 с общим модулем кэш-памяти второго уровня объемом 1 Мбайт. особенностью явля- ется графическое ядро PowerVR SGX Рис. 1. Структура Tegra 2 (a) и планы Nvidia по выпуску процессоров (б) электронные компоненты №4 2011 мую, как и оМАР 4430, по технологиче- PowerVR SGX 535, а также 640 кбайт кэш- онных устройств. она стала ключевым ским нормам 45 нм. пробные образцы памяти второго уровня. поставщиком для RIM, и это ее, пожалуй, данного процессора уже доступны для в предыдущих версиях iPhone и iPod единственное крупное достижение. заказа. кристалл содержит процессор touch использовались ARM-процессоры в прошлом году Marvell представила Cortex-A9 с тактовой частотой 1,5 ГГц. его Samsung. интересно, что с переходом новый процессор Armada 628, содержа- производительность на 25% выше, чем у на а4 Apple не прекратила сотрудни- щий три ядра Sheeva PJ4 класса Cortex- предшественника. остальные характери- чества с этой компанией. процессоры A9. два ядра имеют тактовую частоту стики оМАР 4440: обработка 60 кадров/с, а4 выпускаются на заводах Samsung 1,5 ГГц, а третье — 624 Мгц. графический поддержка разрешения видеокадра до с использованием схем памяти DRAM процессор обрабатывает 200 млн треу- 1080р, видеовыход HDMI 1.4, стереоско- производства Samsung. гольников в секунду. пический 3D-дисплей, пользовательский Samsung выпускает и собственные спустя два месяца был продемон- интерфейс на основе жестов. процессоры S5PC110A01 Hummingbird, стрирован четырехъядерный кристалл компания в дальнейшем планирует которые по характеристикам совпада- на основе Sheeva PJ4 для применения включить в свои устройства поддержку ют с а4 за исключением объема кэш- в серверах. тактовая частота снк равна архитектуры Cortex-A15, хотя пока ее харак- памяти (512 кбайт) и графического ядра 1,6 ГГц, объем кэш-памяти 2 Мбайт. теристики не обнародованы. известно (Samsung использует SGX540). для рынка потребительских устройств лишь, что она поддерживает расширен- недавно Apple анонсировала про- компания совсем недавно выпустила ную адресацию и аппаратную виртуализа- цессор а5 для iPad2. пока об этом про- кристалл PXA978 1,2 ГГц, предназначен- цию. процессоры с ядром Cortex-A15 будут цессоре известно мало, только то, что ный для сотовых телефонов. процессор изготавливаться по технологическим нор- он двуядерный и работает на тактовой содержит модемы 3G UMTS и TD-SCDMA с мам 28 нм и выйдут под маркой оМАР 5. частоте 1 ГГц. графический обработчик поддержкой