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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Carlos Yus Valero – informaticapremium informaticapremium-logo-150px[3]

8 comentarios:

  1. Buen blog nuevo que te has montado! Jeje

    Ha ver si haces artículos bien densos de todas las arquitecturas ARM actuales (ARM11, Corte A8/A9/A15) porque es una de las arquitecturas que encuentro muy poca información arquitectural (valga la redundancia), ha diferencia de otras (MIPS, SPARC, POWER, z, x86...) o si también puedes decir donde encontrar publicaciones técnicas sobre ARM al estilo IEEE.

    Felicidades por el nuevo blog!

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  2. Acheron,

    Gracias por tus felicitaciones, hacía tiempo que quería escribir sobre estos temas, sobre todo los nuevos cores de ARM y sus GPUs para smartphone y tablets.

    Estoy trabajando en el tema. la arquitectura ARM es minimalista y parte de cimientos muy modestos.

    Pese a ello, en estas últimas generaciones (ya con el Cortex A9 y sobretodo el A15) está llegando a niveles de prestaciones muy notables.

    Mi problema es el de siempre, las prioridades. Entre mi trabajo y mi familia me quedo sin tiempo... Gestionar mis Blogs no es tarea fácil y consume mucho tiempo. Y redactar artículos, si quieres que sean de calidad... son muchas horas.

    Saludos,

    Carlos Yus Valero.

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  3. por cierto carlos, como curiosidad este A15 en cuanto a potencia mas o menos a nivel que que procesador x86(para pc) esta?

    También seria bueno un articulo sobre que beneficios podrían aportar las tecnologías MIPS a ARM en los años venideros...

    Un saludo y petición de que no desaparezcas tanto tiempo, se extrañan tus artículos :D

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  4. Ex.

    Agradezco tu apoyo, pero más que nada es falta de tiempo... estoy empezando a escribir algo más. He publicado dos artículos sobre Atom Silvertmont en ProfessionalSAT y LowLevelHardware.

    Sobre el Cortex A15 es sobre un 25 - 40% superior en potencia clock for clock a un actual Atom. No está nada mal.

    MIPS aporta sobretodo a ARM patentes, también es una arquitectura RISC muy reducida y con ampliación próxima a 64 bit.

    Saludos y gracias,

    Carlos Yus Valero.

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  5. Hola Carlos ¿Tienes algún dato sobre que piensa hacer AMD con ARM exactamente?

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  6. davidcianorris,
    AMD tiene previstos dos usos de los cores de arquitectura ARM:

    El primero integrarlo en APUs junto con cores X86 y cores Radeon para aportar funcionalidades de seguridad.

    El segundo fabricar SOCs ARM propios con tecnología de conectividad SeaMicro, serán excelentes competidores en el espacio micro server.

    Saludos,

    Carlos Yus Valero.

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  7. Hola muy buen blog, sabrás de algun libro que me ayude a introducirme a la arquirectura arm, sobre todo en moviles. Gracias

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  8. Anónimo,

    Hay mucho material en la red, de sobra pasa ser todo un experto. En el tema móviles mucha de la información de los SOC actuales es reservada, los fabricantes no desvelan nada muy básico de sus diseños por razones competitivas.

    piensa que un SOC actual integra casi todo el hardware del movil en un solo chip y una pequeña parte de él son los cores ARM y sus buses y cachés, el resto GPUs, 3G, 4G, coprocesadores de las cámaras, ...

    Saludos,

    Carlos Yus Valero.

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