jueves, 2 de febrero de 2017

ARM Cortex A15. Introducción – ZonaARM

La nueva micro arquitectura de ARM promete un salto prestacional importante comparado con su anterior diseño, el Cortex A9. En este artículo esbozo las mejoras aportadas por el A15 respecto a los cores actuales (el Cortex A9 y el antiguo A8) pertenecientes a la arquitectura ARM v7 de 32 bit.

El core Cortex A15 ha sido diseñado pensando en su integración en SoCs fabricados en el nodo de 28 nm (TSMC y Global Foundries) y posteriores y alarga el pipeline de enteros de 9 etapas en el Cortex A9 a 15 etapas.

Ejecución fuera de orden. OoO (Out of Order Execution)

El A15 es el segundo diseño OoO (Out of Order) de ARM después del Cortex A9. Los diseños anteriores eran pequeños y primitivos cores con ejecución In Order, el último de ellos el A8 que todavía hoy se utiliza en muchos dispositivos.

Cortex_A8El popular ARM Cortex A8.

El Cortex A8, al ser un core In Order, ejecuta las instrucciones respetando estrictamente el orden del programa. Si alguna instrucción no puede ser ejecutada por algún problema (fallo de caché, ..) el proceso se detiene y la CPU debe esperar hasta poder continuar.

Por ejemplo, si una instrucción debe operar con datos presentes en RAM el procesador puede tener que esperar cientos de ciclos hasta tener los datos disponibles (cargados de memoria) para empezar la ejecución.

Dual_A9Un más sofisticado ARM Cortex A9 en variante dual core.

En un Cortex A9 existe un buffer donde se almacenan las instrucciones pendientes de ejecución y una circuitería especializada escoge entre ellas las que se encuentran listas (con todos los datos necesarios cargados) para ser ejecutadas fuera de orden sin esperar a las que, estando por delante de ellas, no puedan ser enviadas a las unidades de ejecución.

El Cortex A15 es un core más ancho que el A9 (con más recursos de ejecución) y mejora sus capacidades OoO además de incorporar una FPU mucho más avanzada y otras importantes mejoras micro arquitecturales.

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