» » Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

05.06.2013

Честно говоря, даже удивительно, как получилось так, что компания ARM занималась разработкой новой архитектуры, а ни одной утечки информации о новинке не произошло вплоть до ее релиза. Но факт остается фактом, на проходящей в данный момент выставке Computex, ARM Holdings презентовала свой новый процессорный модуль ARM Cortex-A12.

На основе новинки, уже в самое ближайшее время, многочисленные партнеры компании, начнут выпускать свои новые системы-на-чипе, и наверняка он станет очень популярен в самое ближайшее время, так как именно эта модель должна стать неким промежуточным звеном между экономичным Cortex-A7 и высокопроизводительным Cortex-A15. Промежуточность Cortex-A12 в том, что и по производительности и по энергопотреблению, эта модель находиться ровно посередине между озвученными выше решениями. То есть A12 экономичнее A15, но производительнее чем A7 на равных частотах.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Именно эта особенность новинки должна сыграть важную роль в его популярности, и ARM очень точно отметила позиционирование Cortex-A12, рекомендуя его для использования в смартфонах и планшетах среднего уровня. Учитывая, что такие решения пользуются большой популярностью, нет сомнений в том, что производить собственные SoC на основе A12 будут если не все, то почти все производители ARM-процессоров.

А если учесть, что нам с вами в самом ближайшем будущем придется достаточно часто встречаться с этой вариацией текущей архитектуры ARM, то считаем необходимым познакомится с ней получше. Кстати, сама ARM Holdings называет Cortex-A12 заменой сверхпопулярному Cortex-A9, который еще в прошлом году встречался практически в 2 из 3 новых планшетах и смартфонах. Так что, надежды у компании на новинку очень большие.

Процессорные ядра ARM Cortex-A12

Итак, в основе ARM Cortex-A12 лежат те же ядра ARMv7-A, которые уже используются в двух соседних линейках Cortex-A7 и Cortex-A15. Как и эти решения, Cortex-A12 использует архитектуру с поддержкой внеочередного исполнения команд с декодером, которая позволяет обрабатывать две команды за такт каждым вычислительным ядром, и конвейером в 11 стадий. Внешняя шина тоже привычная – 128-битная AMBA 4 AXI. Особых изменений в структуре чипа относительно Cortex-A15 нет. Но главное, как обычно, не то, что видно невооруженным глазом, а то, что ARM тщательно скрывает под фразой “переработанный дизайн“.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

О сути этой “переработки” могут в подробностях рассказать лишь инженеры компании, но не выдадут этой тайны даже под страхом смерти (не факт – прим. Ред.). Но мы можем предположить, что все изменения были проведены с целью уменьшения энергопотребления при сохранении высокой производительности. По факту это привело к тому, что при равной частоте производительность Cortex-A12 выше, чем у Cortex-A9 примерно на 40 процентов, и это при аналогичном 28-нанометром техпроцессе, под который A12 и спроектирован. Отметим, что данных точных данных об энергопотреблении ARM не предоставила, и отмечает лишь, что оно находится как раз между Cortex-A15 и Cortex-A7 и примерно аналогично Cortex-A9. Неплохо, скажем прямо.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Внешне же все вполне традиционно. Процессоры на основе ARM Cortex-A12 могут содержать от одного до четырех ядер, и фактически не более того. Но, благодаря технологии ARM big.LITTLE, также как и Cortex-A15, эти ядра могу быть объединены с соответствующим количеством ядер Cortex-A7, что в теории позволяет создать восьмиядерный процессор, по организации схожий с известным Samsung Exynos 5 Octa. Вопрос только в том, насколько эта возможность будет востребована, ведь разница в энергопотреблении между A12 и A7 не столь велика, как между A15 и A7, и сознательно увеличивать и удорожать кристалл ради такой оптимизации решаться немногие производители систем-на-чипе. Если вообще кто-то решится.

Схема самих ядер выглядит, как мы уже сказали, выглядит привычно. На месте все тот же NEON Data Engine, который в паре блоком вычислений с плавающей запятой, и отвечает за ту самую высокую производительность. Среди других блоков глобальных изменений также не заметно. Каждый процессор на основе Cortex-A12 получит 32 килобайта кэша первого уровня под инструкции, от 32 до 64 килобайт кэша L1 под инструкции.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Объем кэша второго уровня также может варьироваться в пределах от скромных 256 килобайт до потрясающих 8 мегабайт. К сожалению, эта вариативность объема кэша L2 будет заметно сказываться на производительности процессорной части, а проверить ее объем не представляется возможным. Хотелось бы конечно, чтобы производители процессоров указывали данный параметр в спецификациях к собственным продуктам, но судя по опыту, этого мы не дождемся.

Единственной действительно важной новинкой, которой не может похвастать даже топовая архитектура Cortex-A15, является обновленный контроллер памяти. Он использует 40-битную адресацию, что привело к увеличению объема оперативной памяти, к которой процессор может обращаться. Теоретически, благодаря этому расширению адресного пространства, Cortex-A12 может использовать до терабайта оперативной памяти.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Но на практике все конечно чуть тривиальнее, так как общий объем ограничен 32-битной архитектурой. Но выйти за пределы 4 гигабайт, которыми ограничен Cortex-A15 его младший брат все же может. Вопрос только в том, будет ли эта возможность использоваться в реальных продуктах. Скорее всего нет, а ARM внедрила этот элемент для того чтобы обкатать технологию, которая будет использоваться в будущих 64-битных процессорах компании, в том числе и для серверов.

Отходя от самих процессорных ядер Cortex-A12, о которых мы уже выложили вам всю доступную информацию, давайте взглянем на общую схему процессоров, которые будут на них основаны. И здесь вновь мы не увидим ничего нового – все те же блоки, и пара 64-битных контроллеров памяти с поддержкой DDR2 и DDR3. И не потому, что там фактически нечего улучшать.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

ARM, понимая, что разработка новых смартфонов и планшетов под Cortex-A12 может затянуться, вновь решила сохранить новинке электрическую совместимость с предыдущим решением. Но не с Cortex-A9, который сама ARM Holdings называет предшественником Cortex-A12, а с распространенным сейчас Cortex-A7. Благодаря этому производители смартфонов и планшетов смогут значительно сэкономить, переведя свои решения с экономичных ядер на более производительные, и расширить модельный ряд без серьезных затрат.

Графический чип ARM Mali-T622

Впрочем, насчет неизменившихся блоков, мы, конечно, погорячились, так как вместе с архитектурой ARM Cortex-A12, ARM Holdings представила и новое графическое ядро ARM Mali-T622. Фактически это второе поколение графики Mali-T600, но отнюдь не топовое решение. Более того, сами разработчики говорят о том, что главной целью при разработке Mali-T622 было достижение минимального энергопотребления, а не максимальной производительности, что отчасти подтверждается тем, что конфигурации более чем в два ядра ARM для своей новой графики не предусмотрела. Поэтому по чистой вычислительной мощи, новинка явно уступит, например, топовой Mali-T628, которая имеет аналогичную архитектуру. Но при этом, Mali-T622, безусловно, выглядит гораздо лучше, чем даже самые производительные версии Mali-400 и Mali-450.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

К сожалению ARM не предоставила данных о чистой производительности Mali-T622 и даже не соизволила дать примерную оценку, а упирала во время презентации именно на экономичность новой графики, сообщая, что ее инженерам удалось добиться 50-процентого сокращения энергопотребления по сравнению с другими решениями семейства Mali-T600. В общем, относительно графической производительности новинки у нас, на данный момент, больше вопросов, чем ответов.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Но вот к чему вопросов нет, так это к поддержке Mali-T622 разнообразных API. В данный момент этот чип один из первых в новой волне, которые имеют полную поддержку неграфических вычислений GPGPU. В частности, Mali-T622 полностью поддерживает Renderscript Compute и OpenCL 1.1 Full Profile. Сама ARM отмечает, что в данный момент T622 0 самый компактный по физическим размерам графический чип с полной поддержкой данных API. Ну и конечно, в списке поддерживаемых числятся и все современные графические API, включая свежий OpenES 3.0, так что даже в отдаленной перспективе проблем с запуском игр на устройствах с Mali-T622 не предвидится.

Блок обработки видео ARM Mali-V500

Ну и отдельно упомянем об еще одной новинке, которая найдет свое место в процессорах использующих ядра Cortex-A12 и графику Mali-T622, и вполне возможно, и других решениях. Речь идет о новом многоядерном блоке обработки видео под названием ARM Mali-V500. Как известно, большая часть пользователей смартфонов и планшетов используют свои устройства для просмотра видео, а потому аппаратной обработке этого вида контента многие компании уделяют самое пристальное внимание.

Mali-V500 обладает на данный момент более чем достаточными функционалом и производительностью, и имеет неплохой задел на будущее. В частности, в максимальной конфигурации данный блок умеет аппаратно декодировать видео с разрешением Ultra HD (3840x2160) при 120 кадрах в секунду. Что значит в максимальной конфигурации? Дело в том, что ARM решила сделать свой универсальный видеодекодер модульным, благодаря чему производители процессоров смогут сами решать, насколько мощная версия им нужна, и использовать именно ее.

Обзор архитектуры ARM Cortex-A12, а также Mali-T622 и Mali-V500

Впрочем, даже в самой простой версии ARM Mali-V500 вполне удовлетворяет современным нуждам пользователей, позволяя обрабатывать видео с разрешением Full HD (1920x1080) и частотой до 60 кадров в минуту. И это касается не только декодирования, но и кодирования видеопотока поступающего с камеры. В общем, проблем с записью качественного видео у смартфонов использующих Mali-V500 не будет явно. Осталось только добавить, что данный блок обработки изначально поддерживает технологию Miracast, которая подразумевает передачу потокового видео через сеть Wi-Fi. ARM также отмечает, что в этом режиме им удалось снизить возникающие задержки до приемлемых, даже для игр, 10 мс.

Ну, вот в принципе и вся информация, которая в данный момент доступна об архитектуре Cortex-A12, графике Mali-T622 и блоке обработки видео Mali-V500. В принципе, ничего особо нового мы не увидели, но заметное снижение энергопотребления графики, улучшенные показатели производительности процессорных ядер и всеядность и производительность видеодекодера, безусловно, должны заинтересовать как конечных потребителей, так и производителей ARM-процессоров.

Недостаток только один. Первые реальные образцы систем-на-чипе использующие все презентованные новинки появятся еще не скоро. По планам ARM это должно случиться только в середине следующего года, а смартфоны и планшеты с Cortex-A12, Mali-T622 и Mali-V500 появятся и того позже – в конце следующего или начале 2015 года. Впрочем, возможно, это случится и чуть раньше, во много благодаря активности производителей процессоров, которые не прочь использовать все эти новинки в своих продуктах. В частности, о заинтересованности в них уже заявили такие крупные игроки как Marvell, VIA и MediaTek.

Дмитрий Петров (TestLabs)

Теги: ARM, Cortex-A12, Mali, процессоры

Похожие материалы:
  • ARM представила новые GPU: бюджетный Mali-T720 и топовый Mali-T760
  • Rockchip RK32xx станет первым ARM-процессором с архитектурой Cortex-A12
  • RockChip первой анонсировала процессоры на основе Cortex-A12
  • Amlogic AML8726-M8 - новый, недорогой, но производительный ARM-процессор
  • ARM представила две новые архитектуры с поддержкой 64-битных инструкций
  • Nufront лицензирует ARM Cortex-A15, и ARM Mali-T658
  • Поделиться

    Комментировать

    «    Январь 2017    »
    ПнВтСрЧтПтСбВс
     1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    3031 
    Яндекс.Метрика