ARM Cortex-A oder ARMv7-A ist eine Familie von 32-Bit- RISC- Prozessoren mit ARM-Architektur , die von ARM Ltd entwickelt wurden und den ARMv7-A- Befehlssatz implementieren (A steht für Cortex-A). Es ist für den Markt für Smartphones und Touchscreen-Tablets gedacht und erscheint im ersten Halbjahr 2009 auf den ersten Handys mit dem Cortex-A8-Modell. Es folgt den ARM11- Prozessoren (ARMv6-Befehlssatz) und geht der Cortex-A50- Familie (Satz von ) voraus ARMv8- Anweisungen ). Gleichzeitig hat das Unternehmen ARM die Cortex-R- Familie (ARMv7-R) für Echtzeit- und die Cortex-M -Familie (ARMv7-M) für Bordfahrzeuge entwickelt .
Die Familie besteht aus Prozessoren, die auf der 32-Bit-Architektur ARMv7-A basieren.
Diese Generation besteht nur aus dem Cortex-A8 , der in 8 Revisionen vorhanden ist und den ARM11 ersetzt , und eingeführt:
Die zweite Generation fügt die Möglichkeit hinzu, mehrere Kerne innerhalb desselben SoC zu koppeln, weshalb der Name den Begriff MPCore (Abkürzung auf Englisch für " Multi Processor Core ", wörtlich "Multi-Core-Prozessor") hinzufügt . Für jedes Modell können vier Kerne zugeordnet werden. Die Implementierung der Floating-Vector-Recheneinheit VFP3 erfolgt nicht mehr in einer Light-Version.
Die dritte Generation fügt hinzu:
Die drei Prozessoren dieser Serie sind:
Im big.LITTLE-Modus können Sie einen oder mehrere Cortex-A7 mit sehr geringem Verbrauch mit einem oder mehreren Cortex-A15 mit höherem Verbrauch, aber auch leistungsstärkerem kombinieren. Es ist auch möglich, den Cortex-A7 mit dem Cortex-A17 zu koppeln, Verbrauch und Zwischenleistung. Einer oder mehrere der Cortex-A7-Kerne können arbeiten, wenn die Last niedrig ist, während der A15 oder A17 übernimmt (IKS-Modus - In Kernel Switcher, was auf Englisch "Kernel wechseln" bedeutet) oder hinzufügen (GTS-Modus) - Globale Aufgabenplanung, dh "globale Aufgabenplanung"), wenn die Verwendung dies erfordert. Dies spart in den meisten Fällen Energie und behält bei Bedarf eine gute Leistung bei.
Die 4 th Generation genannt Cortex-A50 Verwendungen Architektur ARMv8 , vollständig die 64 Bit (64-Bit - Register des Trägers) mit dem Modell tragende AArch64 , Architektur Arm big.little verbessert, bis 16 Herz unterstützt bis. Das FP und das SMID werden auch insbesondere mit der Erhöhung des Befehlssatzes verbessert. Die Patches für den Linux-Kernel wurden ab eingereicht6. Juli 2012. Linaro veröffentlichte ein erstes System-Image auf25. Oktober 2012.
Der Cortex-A8 ist der erste Prozessor der Serie und der Nachfolger der ARM11- Prozessoren . Im Vergleich zu seinem Vorgänger bringt es insbesondere den ARMv7-A-Befehlssatz (anstelle des ARMv6) und verbesserte Caches . Es wird ab dem ersten Halbjahr 2009 auf Handys wie dem iPhone 3GS oder dem Palm Pre verwendet .
Der Cortex-A9 ist der Ersatz für den Cortex-A8. Insbesondere bietet es die Ausführung von Anweisungen außerhalb der Reihenfolge und unterstützt Multi-Core- Architekturen . Es wird ab dem ersten Halbjahr 2011 auf Handys wie dem Galaxy S II oder Touch-Tablets wie dem iPad 2 oder dem Asus Eee Pad Transformer verwendet .
Der Cortex-A5 ist ein kostengünstiger Prozessor mit geringem Stromverbrauch für Smartphones der Einstiegsklasse. Es sollte möglich sein, die ARM11-Prozessoren zu ersetzen, die von Herstellern noch für den Einstieg verwendet werden, und somit den ARMv6-Befehlssatz zum alleinigen Nutzen des ARMv7 verschwinden zu lassen. Qualcomm verwendet es seit Ende 2011 für seine Einstiegschips (integriert in Telefone wie das HTC Explorer ).
Die Cortex-A7- und Cortex-A15-Prozessoren wurden parallel entwickelt, um den Cortex-A9 zu ersetzen. Der Cortex-A15 ist der leistungsstärkere der beiden. Sie haben die gleiche Mikroarchitektur und sind daher zu 100% kompatibel. Sie können bis zu 1 TB RAM (40-Bit-Adressen) verarbeiten und unterstützen die hardwaregestützte Virtualisierung . Cortex-A7 wird von ARM als 5-mal weniger Energie verbrauchend, 5-mal kleiner und 50% leistungsstärker als Cortex-A8. Cortex-A15 ist bei gleicher Frequenz 40% leistungsstärker als Cortex-A9. Wenn die beiden Prozessoren auf demselben Chip integriert sind, kann der Cortex-A7-Prozessor für ressourcenarme Aufgaben verwendet werden und somit den Verbrauch reduzieren. Diese Technik wird von ARM als Big.LITTLE bezeichnet und ist vergleichbar mit der in Tegra 3- Chips integrierten Companion-Core-Lösung . Das erste Gerät, das einen Cortex-A15 - Prozessor ( Dual-Core- Exynos 5) verwendet, ist das Samsung XE303C12 Chromebook, das in veröffentlicht wurdeOktober 2012. Das erste Gerät mit big.LITTLE-Technologie ist das Samsung Galaxy S4 in seiner internationalen Version, das den Exynos 5 Octa-Prozessor verwendet, der aus 4 Cortex-A7 und 4 Cortex-A15 besteht.
Das 3. Juni 2013ARM kündigte den Cortex-A12- Prozessor an . Es richtet sich an den Mittelklasse-Smartphone-Markt und wird bei gleichem Verbrauch als 40% leistungsstärker als das Cortex-A9 beworben. Sie werden schließlich zugunsten des ARM Cortex-A17- Prozessors aufgegeben, der mehr Leistung bietet und gleichzeitig weniger Energie verbraucht. Der erste Prozessor, der den Rockchip RK3288 verwendet , wurde am angekündigt10. Januar 2014Auf der CES mit überforderten Verkäufern dachten Besucher, es handele sich um einen Cortex-A12, der bereits von ARM angekündigt wurde, im Gegensatz zum Cortex-A17, der erst einige Wochen später angekündigt wurde und dessen erste Geräte im Sommer veröffentlicht wurden 2014. Sobald dieser SoC veröffentlicht wurde, gehörte er zu den führenden SoCs auf der Basis von ARM-Prozessoren und erzielte höhere Werte als bestimmte A15 + A7-Oktokerne. Es folgt der Mediatek MT6595 mit big.LITTLE-Technologie, bei dem erstmals 4 Cortex-A17-Kerne und 4 Cortex-A7-Kerne gekoppelt werdenFebruar 2014.
Auf die ARM Cortex-A-Prozessorfamilie folgt die ARM Cortex-A50-Familie . Die ersten beiden Prozessoren dieser Familie, der Cortex-A53 und der Cortex-A57, übernehmen den Cortex-A7 bzw. den Cortex-A15. Diese Prozessoren sind 64-Bit und verwenden den ARMv8- Befehlssatz .
ARM entwirft keine SoCs . Es verkauft Lizenzen für seinen Befehlssatz und das Design seiner Prozessoren.
Der QEMU- Emulator kann Cortex-A8-, Cortex-A9- und Cortex-A15-Prozessoren emulieren.
Die wichtigsten Chipdesigner, die einen oder mehrere ARM Cortex-A-Kerne integrieren, sind AllWinner Technology , AMLogic , Apple , Freescale , Nvidia , Samsung , HiSilicon , Rockchip , ST-Ericsson und Texas Instruments . Sie entwickelten jeweils ihre eigene Familie von ARM-Chips:
Hinweis: Der Apple A6 ist nicht in der Tabelle enthalten, da er einen Hybridprozessor verwendet, der die Basis des Cortex-A9-Prozessors mit einigen Funktionen des Cortex-A15 verwendet.
AllWinner | Altera | AMLogic | Apfel | Freescale | HiSilicon | LG | MediaTek | Nvidia | Qualcomm | Rockchip | Samsung | ST-Ericsson | Texas Instrumente | ÜBER | |
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Cortex-A5 | S805 | MSM7625A, MSM7627A, MSM7225A, MSM7225AB, MSM7227A, MSM8225, MSM8225Q, MSM8625, MSM8625Q | |||||||||||||
Cortex-A7 | A2X und A3X | i.MX7x,
LS1020, LS1021 (QorIQ) |
MT6517, MT6572, MT6589, MT6592 | 8026, 8210, 8212, 8226, 8228, 8610, 8612, 8626, 8628, 8926, 8928 | WM8860 | ||||||||||
Cortex-A8 | A10 und A13 | A4 | i.MX5x | RK2918 | Exynos 3 | OMAP3 | |||||||||
Cortex-A9 | Arria V, Arria 10, Zyklon V. | AML7366-M und AML8726- (M, M3L, M6, MX), S802, S812 | UM 5 | i.MX6x | K3V2 | MT6575, MT6577 | Tegra 2 , Tegra 3 und Tegra 4i | RK3066 , RK3188 , RK3168, PX2 | Exynos 4 | Nova U8500 | OMAP4 | WM8880, WM8950, WM8980 | |||
Cortex-A15 | Tegra 4 , Tegra K1 | Exynos 5 Dual, Quad |
Nova A9600 | OMAP5 | |||||||||||
Cortex-A17 | RK3288 | ||||||||||||||
big.LITTLE A7 + A15 |
A6X , A80 | K3V3 | LG Nuclun (LG7111) | MT8135 | Exynos 5 Octa | ||||||||||
big.LITTLE A7 + A17 |
MT6595 | ||||||||||||||
Cortex-A53 | H64,
9X |
S905 | i.MX8x | MT6732,
MT6752, MT6795 |
MayBach | ||||||||||
Cortex-A57 | 9X | i.MX8x |
Die Gießereien , die die von diesen Unternehmen entwickelten ARM-Chips herstellen, sind GlobalFoundries , Samsung , TSMC und UMC .
Mehrere Unternehmen haben ihre eigenen Prozessoren mit dem ARMv7-Befehlssatz entwickelt: Apple , Marvell und Qualcomm .
Qualcomm ist mit seiner Snapdragon-Linie ein führender Entwickler von ARM-Smartphonechips . Die ersten Chips basierten auf dem ARM11-Prozessor. Für den Einstieg vermarktet das Unternehmen seit dem letzten Quartal 2011 Chips auf Basis von Cortex-A5. Im Gegensatz zu anderen Herstellern lizenziert es jedoch nicht das von ARM hergestellte Design für sein mittleres und hochwertiges Design. Es implementiert den ARMv7-A-Befehlssatz eigenständig mit Snapdragon Scorpion- und Krait-Kernen. In Bezug auf die Leistung befindet sich das Skorpionherz zwischen Cortex-A8 und Cortex-A9 und das Krait-Herz zwischen Cortex-A9 und Cortex-A15. Das7. Januar 2013Qualcomm präsentierte zwei verbesserte Versionen seiner Krait-Architektur: den Krait 300 und den Krait 400.
Marvell hat mithilfe des ARMv7-Befehlssatzes mehrere Kerne entwickelt: Der Kern „Sheeva PJ4“ der Prozessoren der Serien Armada 500 und 600 und der Kern „Sheeva PJ4b“ des Prozessors Armada 1500.
Hinweis: Marvell hat für seine neuen Chips auf lizenzierte ARM Cortex-Kerne zurückgegriffen.
Im September 2012, Apfel führte das iPhone 5 auf der Basis des A6 - Chip . Es ist der erste Apple SoC , der einen Prozessor namens „Swift“ verwendet, der von PA Semi und Intrinsity entwickelt und von Samsung hergestellt wurde . Es verwendet den ARMv7S-Befehlssatz und bietet eine Leistung, die dem „Krait“ -Kern von Qualcomm nahe kommt.
Hinweis: ARM11-, Scorpion- und Krait-Prozessoren sind zum Vergleich in der Liste enthalten.
ARM11 | ARM Cortex-A5 | ARM Cortex-A7 | ARM Cortex-A8 | Qualcomm Scorpion | ARM Cortex-A9 | ARM Cortex-A12 | Qualcomm Krait | ARM Cortex-A15 | |
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Anleitung pro Zyklus | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 |
Pipeline- Tiefe | 8 | 8 | 8 | 13 | 10 | 8 | 11 | 11 | fünfzehn |
Ausführung außerhalb der Reihenfolge | Nein | Nein | Nein | Nein | Teilweise | Ja | Ja | Ja | Ja |
Gravur Feinheit | 90/45 nm | 45/40 nm | 40/28 nm | 65/45 nm | 65/45 nm | 45/32 nm | 28 nm | 28 nm | 32/28 nm |
Zahl der Kerne | 1-4 | 1-4 | 1-4 pro Cluster | 1 | 1-2 | 1-4 | 1-4 pro Cluster | 2-4 | 1-4 pro Cluster |
Frequenz | 350-1000 MHz | 300-800 MHz | 800-1.500 MHz | 600-1000 MHz | 800-1 700 MHz | 600-2000 MHz | 1000-2500 MHz | 1000 - 1700 MHz | 1000-2500 MHz |
DMIPS / MHz / Core | 1,25 | 1,57 | 1.9 | 2.0 | 2.1 | 2.5 | 3.3 | 3.5 |