ARM Cortex-A15 explicado: Intel Atom está inactivo, pero no fuera

Durante los últimos dos años, los avances de los teléfonos inteligentes y el mercado de las tabletas han sido impulsados ​​por el Cortex-A9 de ARM. El diminuto procesador móvil ha demostrado ser extremadamente capaz, pero también se está volviendo un poco largo en el diente. Los chips personalizados de Qualcomm y Apple le han quitado el aire al hardware basado en A9 en los últimos meses, lo que hace que el debut del Cortex-A15 sea absolutamente oportuno.

La mejor manera de comprender las características y capacidades del Cortex-A15 es tener en cuenta la herencia del chip. Cada iteración de la familia Cortex-A ha aumentado la eficiencia y el rendimiento de ejecución de la CPU, pero siempre con el objetivo de permanecer en un entorno de bajo consumo. El Cortex-A15 está destinado a continuar con esta tradición, pero también es el primer chip ARM que se ha dirigido explícitamente al mercado de servidores de gama baja.

La evolución lógica de Cortex-A9

El A15 es exactamente lo que esperaría de una empresa que desea apuntar a escenarios de uso muy diferentes con el mismo procesador. Es un chip de 32 bits que admite direccionamiento físico de 40 bits, múltiples dominios de energía, virtualización a nivel de hardware y varias instrucciones nuevas para ARMv7 ISA. La caché L1 es dos veces más ancha (128 bits, desde 64). El Cortex-A15 puede decodificar tres instrucciones por ciclo de reloj (el A9 solo podía decodificar dos) y puede emitir ocho microoperaciones por ciclo en comparación con las cuatro del A9.



El predictor de rama del A15 es más avanzado que el del A9, puede ejecutar una mayor variedad de instrucciones fuera de orden y puede ejecutar instrucciones NEON / SIMD de 128 bits en un solo ciclo. Puede ejecutar un par de comandos Load / Store simultáneamente y admite múltiples dominios de reloj.

Estas mejoras hacen que el Cortex-A15 sea significativamente más potente que el Cortex-A9; Anandtech benchmarks recientes de un nuevo Chromebook de Samsung muestran que también supera al Atom de doble núcleo / cuatro subprocesos de Intel. Esto no es sorprendente. Prácticamente todas las mejoras que Intel ha realizado en Atom desde que lanzó el núcleo en 2008 se han centrado en el lado de la eficiencia energética; el rendimiento del chip apenas se ha movido.

Una de las herramientas más importantes de Cortex-A15 no es en realidad parte de la CPU. Los chips de servidor requieren enlaces sofisticados y capacidades de comunicación cruzada, pero no tenía sentido incorporar esos componentes en el diseño de la CPU base cuando el teléfono inteligente / tableta promedio nunca los necesitaría. CoreLink CCI-400 (Cache Coherent Interconnect) de ARM es un bloque de silicio separado que conecta las CPU, MMU, gráficos, Ethernet y el controlador de memoria.

El CCI-400 es parte integral de los planes de ARM para ingresar a servidores. Cada componente se conecta al CCI mediante una ruta de datos de 128 bits y la unidad está diseñada para funcionar al 50% de la velocidad de reloj de los Cortex-A15. Eso funciona a una velocidad de reloj de entre 500MHz y 1.25GHz. ARM está hablando del CCI-400 como un componente clave de grande pequeño, su esquema de emparejamiento que combina CPU Cortex-A15 y Cortex-A7 en el mismo SoC para maximizar la eficiencia de ejecución, pero esperamos que el chip se use principalmente para conectar SoC de servidor densos.

Poniendo el A15 en contexto

Según las cifras que hemos visto hasta la fecha, el Cortex-A15 es uno de los más rápidos, posiblemente el más rápido: arquitectura móvil actualmente en el mercado. Mucho depende de la implementación; El rendimiento del teléfono inteligente / tableta puede variar considerablemente según el tamaño de la memoria caché, la velocidad de la RAM, la cantidad de canales de memoria y, por supuesto, la potencia.

CoreLink CCI 400

El Cortex-A15 será aparecen en los teléfonos móviles, pero esta diapositiva, de las propias presentaciones de ARM, pone un mayor énfasis en las tabletas, portátiles, NAS, enrutadores y servidores. Por ahora, el A15 probablemente se limitará a teléfonos de gama alta. Incluso allí, la duración de la batería se verá afectada, si la guía de ARM sobre la frecuencia es algo que se puede seguir.

Por ahora, la mejor manera de pensar en el Cortex-A15 es como la arquitectura que pone el mayor énfasis en el rendimiento, con un impacto posterior en el consumo de energía. Puede que no sea tan flexible como el Cortex-A9, Krait o incluso Atom, pero podría acumular grandes ganancias en tabletas y portátiles Windows RT de gama baja, donde las baterías son más grandes.

¿El Cortex-A15 amenaza los planes móviles de Chipzilla?

Hay personas que observarán la brecha de rendimiento entre Atom y Cortex-A15 y concluirán que ARM ha ganado el día, el juego, el set y el partido. Esto es inexacto. Las piezas actuales de Atom de 32 nm (Medfield y Clover Trail) consumen mucha menos energía que el antiguo hardware de 45 nm. Más importante aún, está el hecho de que nadie va a introducir un Cortex-A15 de 1,7 GHz en un teléfono en el corto plazo.

Los primeros esfuerzos de Intel en teléfonos y tabletas han tenido como objetivo labrarse un espacio competitivo en los mercados de gama media. El Cortex-A15, por el contrario, es una pieza de gama alta. No se enfrentará a una competencia seria de ninguno de los fabricantes de x86 hasta que Intel lance su actualización Atom de 22 nm y la de 28 nm de AMD. Cabina debuta. Ambos eventos están programados para mediados de 2013.

Esperamos que los diversos socios de ARM hagan más ruido alrededor del Cortex-A15 en servidores, dispositivos en la nube y tabletas / portátiles que en los teléfonos inteligentes. No es una amenaza para los intereses empresariales de Intel en este momento, pero podría presentar un problema a Santa Clara a largo plazo si los servidores ultra densos, como los producidos por AMD / SeaMicro, comience a roer el mercado tradicional x86.

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