ARM公司近日在美国加州圣克拉拉(Santa Clara)举行的第四届ARM开发者大会上发布了其新款Cortex-A9 处理器系列。全新的ARM Cortex-A9 MPCore多核处理器与ARM Cortex-A9单核处理器能在严格的功率限制下提供史无前例的高性能,可用于提供出众的全面功能的创新设备,例如智能手机、连接移动电脑(connected mobile computers)、消费电子产品、汽车信息娱乐系统、网络及其它嵌入式和企业设备。

ARM同时还宣布已有多个合作伙伴已经选用Cortex-A9处理器,包括:日电电子(NEC Electronics)、NVIDIA、三星、意法半导体及德州仪器。

全新的Cortex-A9处理器能与其他Cortex系列处理器以及广受欢迎的ARM MPCore技术兼容,因此能够很好延用包括操作系统/实时操作系统(OS/RTOS)、中间件及应用在内的丰富生态系统,从而减少采用全新处理器所需的成本。

通过首次利用关键微体系架构方面的改进,Cortex-A9处理器提供了具有高扩展性和高功耗效率的解决方案。利用动态长度、八级超标量结构、多事件管道及推断性乱序执行(Speculative out-of-order execution),它能在频率超过1GHz的设备中,在每个循环中执行多达四条指令,同时还能减少目前主流八级处理器的成本并提高效率。

ARM MPCore技术

被广泛选用的对ARM MPCore技术提升了性能的可拓展性以及对功耗的控制,从而在性能上突破了目前类似的高性能设备,同时继续满足了苛刻的手机功耗要求。迄今为止,ARM MPCore技术已被包括日电电子、NVIDIA、瑞萨科技和萨诺夫公司(Sarnoff Corporation)在内的超过十家公司授权使用,并从2005年起实现芯片量产。

通过对MPCore技术作进一步优化和扩展,Cortex-A9 MPCore多核处理器的开发为许多全新应用市场提供了下一代的MPCore技术。此外,为简化和扩大对多核解决方案的使用,Cortex-A9 MPCore处理器还支持与加速器和DMA的系统级相关性,进一步提高性能,并降低系统级功耗。

Cortex-A9单核处理器被开发用于简化高性能、成本敏感型应用(包括多功能手机和其它低成本嵌入式设备)的设计迁移,同时缩短其上市时间。每个处理器都配备了ARM Advantage标准元和存储器,用于传统的、便捷的综合流程,同时能够在保持与先前ARM11系列处理器相近的芯片成本和功耗预算的情况下,提供更高水平的功耗效率。

IDC市场研究公司半导体部门副总裁Mario Morales表示:“通过推出ARM Cortex-9微处理器,ARM继续提高了用于移动及电池驱动应用Cortex系列的性能。新处理器的选项包括对Cortex系列的多核支持,我们预计它能帮助拓展性能及功耗水平,从而满足OEM厂商对下一代设备在扩展和功能方面的需求。通过专注于系统级性能及更低的功耗,ARM Cortex-A9处理器能够支持为实现融合的服务和设备而提出的、不断增长的对多核架构的需求。”

ARM公司销售及市场执行副总裁Mike Inglis表示:“ARM继续为突破性产品提供核心技术,这些产品被设计用来满足消费者对大量应用的不断增长的需求,包括智能手机、连接移动电脑和消费电子产品。在2005年,我们推出了非常成功的Cortex-A8处理器,它已被我们许多合作伙伴采用,并将于2007/8年开始支持各种不同的创新终端产品的融合。今天,ARM又向前迈了一大步,推出Cortex-A9处理器。它将为2009/10年间的终端设备提供高效的、成本敏感型单处理器和高性能多核应用,从而进一步促进创新。这项新技术将使ARM的合作伙伴在包括新兴的连接移动电脑市场在内的众多应用领域保持领导地位。”

CORTEX-A9处理器的优点

Cortex-A9处理器系列是第一款能够为对性能要求很高的消费电子及企业应用提供总计超过8000 DMIPS性能、同时能够在非常苛刻的250mW移动功耗预算条件下为当今的手机提供显著的性能提升的可综合ARM处理器。在采用TSMC 65纳米普通工艺、性能达到2000 DMIPS时,核逻辑硅芯片将小于1.5平方毫米。从2000 DMIPS到8000 DMIPS的可扩展性能,比当今高端手机或机顶盒高出4-16倍,将使终端用户能够即时地浏览复杂的、加载多媒体内容的网页,并最大程度地利用Web 2.0应用程序,享受高度真实感的图片和游戏,快速打开复杂的附件或编辑媒体文件。

Cortex-A9多核处理器是首款结合了Cortex应用级架构以及用于可扩展性能的多处理能力的ARM处理器,提供了下列增强的多核技术:

·加速器一致性端口(ACP),用于提高系统性能和降低系统能耗

·先进总线接口单元(Advanced Bus Interface Unit),用于在高带宽设备中实现低延迟时间

·多核TrustZone技术,结合中断虚拟,允许基于硬件的安全和加强的类虚拟(paravirtualization)解决方案

·通用中断控制器(GIC),用于软件移植和优化的多核通信

在由业界领先的嵌入式微处理器基准协会(EEMBC)开发的多核基准框架的发展进程中,Cortex-A9 MPCore多核处理器在多种基准下都表现出近线形可扩展性,与添加的处理器单元一起提供高达四倍于类似单核处理器的性能。

完整的系统解决方案

两款ARM Cortex-A9处理器都包含ARM特定应用架构扩展集,包括DSP和SIMD扩展集和Jazelle技术、TrustZone和智能功耗管理(IEM)技术。此外,ARM已开发一整套支持新处理器的技术,以缩短设计时间并加快产品上市时间。这一完整的系统解决方案包括:

·浮点单元(FPU):Cortex-A9 FPU提供高性能的单精度和双精度浮点指令。

·媒体处理:Cortex-A9 NEON媒体处理引擎(MPE)提供了Cortex-A9 FPU所具有的性能和功能,以及在Cortex-A8处理器中首次推出的用于加速媒体和信号处理功能的ARM NEON 先进 SIMD指令集。

·物理IP:提供在Cortex-A9处理器上实现低功耗、高性能应用所需的众多标准单元库和存储器。标准单元包括功耗管理工具包,可实现动态和漏泄功耗节省技术,例如时钟门控、多电压岛和功率门控。还提供具有先进的功耗节省功能的存储编译器。

·Fabric IP:Cortex-A9处理器得到广泛的PrimeCell fabric IP元件的支持。这些元件包括:一个动态存储控制器、一个静态存储控制器、一个AMBA 3 AXI可配置的内部互连及一个优化的L2 Cache 控制器,用于匹配Cortex-A9处理器在高频设计中的性能和吞吐能力。

·图形加速: ARM Mali图形处理单元及Cortex-A9处理器的组合,将使得SoC合作活动能够创造高度整合的系统级解决方案,带来最佳的尺寸、性能和系统带宽优势。

·系统设计:ARM RealView SoC Designer工具提供快速的架构优化和性能分析,并允许在硬件完成以前很长时间即可进行软件驱动程序和对时间要求很严格的代码的早期开发。RealView系统发生器(RealView System Generator)工具为基于Cortex-A9处理器的虚拟平台的采用提供超快建模能力。Realview工具中关于Cortex-A9处理器的基于周期的(cycle based)及程序员视角的模型将于2008年第二季度上市。

·调试:ARM CoreSight片上技术加速了复杂调试的时间,缩短了上市时间。程序追踪宏单元技术(Program Trace Macrocell technology)具有程序流追踪能力,能够将处理器的指令流完全可视化,同时配置与ARMv7架构兼容的调试接口,实现工具标准化和更高的调试性能。用于Cortex-A9处理器的CoreSight设计工具包扩展了其调试和追踪能力,以涵盖整个片上系统,包括多个ARM处理器、DSP以及智能外设。

·软件开发:ARM RealView开发套件(ARM RealView Development Suite)包括先进的代码生成工具,为Cortex-A9处理器提供卓越的性能和无以比拟的代码密度。这套工具还支持矢量编译,用于NEON媒体和信号处理扩展集,使得开发者无需使用独立的DSP,从而降低产品和项目成本。包括先进的交叉触发在内的Cortex-A9 MPCore多核处理器调试得到RealView ICE和Trace产品的支持,同时也得到一系列硬件开发板的支持,用于FPGA系统原型设计和软件开发。

产品上市时间

ARM Cortex-A9单核处理器和ARM Cortex-A9 MPCore处理器和相关支持技术现已可通过授权获得。