ARM Cortex A15 sera cinq fois plus rapide et économe en énergie

L’un des principaux fournisseurs de microprocesseurs a rendu public, lors du MWC, ses plans concernant son dernier modèle en ligne : le Cortex A15 MPCore. Les premiers designs de produits basés sur la puce sont apparus à l’automne 2011, mais l’apparition de produits sur le marché n’est pas attendue avant la fin de 2012. L’entreprise a une longue histoire derrière elle dans le développement de cœurs de microprocesseurs.

D’ARM 1 à ARM Cortex A15

ARM est un ordinateur à jeu d’instructions réduit (RISC) de 32 bits développé par ARM Holdings. Il a d’abord été nommé Acorn RISC Machine, ayant son premier produit lancé en 1985 sous le nom d’ARM 1. Le fait que les processeurs ARM aient des conceptions assez simplistes les a rendus idéaux pour des applications à faible consommation d’énergie, faisant d’ARM l’une des forces dominantes sur le marché des mobiles et de l’électronique. Ce que vous devez savoir, c’est qu’ARM ne fournit que le savoir-faire technologique et c’est son partenaire, Qualcomm ou Texas Instruments, qui produit réellement les puces. Le représentant d’ARM au MWC a eu la gentillesse de le souligner.

Leur premier projet, lancé en octobre 1983, a vu Acorn et VLSI Technology, Inc travailler ensemble, leur objectif principal étant l’atteinte d’une gestion d’entrée/sortie à faible latence. Et le 26 avril 1985, VLSI a produit le premier silicium ARM fonctionnel. Mais leurs premiers systèmes de production ne sont devenus disponibles que l’année suivante avec la sortie de l’ARM 2.

Amélioration continue des microprocesseurs ARM

Le cœur présentait un bus de données de 32 bits, un espace d’adresses de 26 bits et vingt-sept registres de 32 bits. C’était probablement l’un des microprocesseurs les plus simples et les plus utiles au monde, n’ayant que 30 000 transistors. Cela était dû au fait qu’il n’avait pas de microcode et n’incluait pas de cache, des éléments qui ont conduit à une faible consommation d’énergie. Ensuite, nous avons eu le cœur ARM 3, qui avait 4 Ko de cache, ce qui a conduit à une performance améliorée.

À la fin des années 80, Apple et VLSI ont commencé à travailler sur un nouveau cœur ARM, et ils ont sorti une nouvelle version en 1992, appelée ARM 6. Cela est venu en trois versions :

• le ARM 60, qui était le premier à prendre en charge 32 bits d’espace d’adresses mémoire sans aucun cache ;
• le ARM 600, qui avait également 32 bits d’espace d’adresses, mais cette fois avec 4 Ko de cache et un bus de coprocesseur ;
• le ARM 610, qui était identique à la version 600, sauf pour le bus de coprocesseur.

Le cœur est resté presque de même taille, les versions ARM 6 ayant 35 000 transistors. Avec l’ARM 7 TDMI, qui avait un pipeline à 3 étapes, ils ont réussi à vendre des centaines de millions de cœurs.

Les produits ARM commencent à cibler le domaine mobile

Leurs architectures vont des appareils ARM 5 d’entrée de gamme aux appareils haut de gamme de la série ARM M. Même si les cœurs ARM 6 sont utilisés dans certains cas pour les appareils d’entrée de gamme, il est maintenant temps que les processeurs Cortex offrent des options plus rapides et plus économes en énergie. Comme ses anciens parents ARM 9 et ARM 11, le Cortex-A cible les processeurs d’application, nécessaires pour les smartphones. Cortex-R est destiné aux applications en temps réel, tandis que le Cortex-M est destiné aux microcontrôleurs.

Dans le cas de ARM 9, il a une architecture RISC de 32 bits, avec des bus de données séparés qui augmentent sa vitesse potentielle. Les mises à niveau par rapport aux versions précédentes seraient faciles à repérer, car la production de chaleur et le risque de surchauffe ont diminué. De plus, la mise à niveau vers un pipeline à 5 étapes a vu la vitesse d’horloge doublée, et les cœurs avaient des instructions “DSP améliorées“ incorporées telles qu’une multiplication-accumulation.

Le ARM 11 a été rendu public en 2002, et était un microprocesseur RISC de 32 bits qui a introduit les ajouts architecturaux de l’ARM 6. Il a des instructions SIMD qui peuvent doubler la vitesse des algorithmes de traitement audio numérique, un cache physiquement adressé, et un pipeline redessiné à 8 étapes qui prend en charge une vitesse d’horloge allant jusqu’à 1 GHz.

ARM Cortex A15 arrive avec une énorme vitesse et gestion de l’énergie

Le dernier de la série de processeurs Cortex-A, le A15 MPCore sera un processeur multicœur qui fournit un pipeline superscalaire fonctionnant jusqu’à 2,5 GHz. La capacité de traitement sans précédent combinée à la faible consommation d’énergie permet des produits convaincants dans un large éventail de marchés ARM. Il garantit une compatibilité complète des applications avec tous les processeurs de la série Cortex-A et donne un accès immédiat à l’écosystème logiciel comme Android et Adobe Flash Player (qui ont rendu public leur feuille de route et leurs plans récents).

La haute performance de calcul pour les applications d’infrastructure web sera disponible grâce aux améliorations des performances en virgule flottante et NEON, ainsi qu’au cache de niveau 2 à faible latence de 4 Mo. Le A15 MPCore offrira plus de cinq fois la performance des versions précédentes, et le fonctionnement à 2,5 GHz permettra des solutions dans des budgets d’énergie et de coût réduits.

Certaines des caractéristiques clés du cœur seront :

1. Extensions d’adresses physiques larges de 40 bits (LPAE) qui adresseront jusqu’à 1 To de RAM ;
2. Pipeline à virgule flottante 17-25 ;
3. 4 cœurs par cluster, avec jusqu’à 2 clusters par puce avec CoreLink 400.

Le processeur introduit également la technologie ARM qui permet la gestion efficace des environnements logiciels tels que le support pour la gestion des données et l’arbitrage, permettant aux applications d’accéder simultanément aux capacités du système.

Une bataille acharnée contre Nvidia et Intel

D’abord, nous avons les gars de Nvidia. Ils ont attaqué le marché avec leur nouveau processeur quad-core Tegra 3, apportant des niveaux de performance de classe PC, une meilleure autonomie de batterie et une expérience mobile améliorée aux téléphones. Le processeur apportera trois fois la performance graphique du Tegra 2 et jusqu’à 60 % de consommation d’énergie en moins. Tegra 3 met en œuvre une nouvelle technologie qui inclut un CPU à faible consommation d’énergie.

Ainsi, lorsque des tâches nécessitant moins de consommation d’énergie sont en cours, les quatre principaux CPU sont éteints. Le processeur Tegra 3 apporte à la table l’expérience web la plus rapide au monde (avec un Adobe Flash Player 11 accéléré, une navigation HTML5 et WebGL), les applications les plus rapides (performance fulgurante pour les applications multimédia) et le multitâche le plus rapide (changement entre les usages courants et les tâches en arrière-plan). L’ARM Cortex A15 aura une tâche difficile pour battre ces records.

Intel a de grands projets et de nombreux partenaires

D’autre part, nous avons Intel, le principal développeur de puces pour serveurs, ordinateurs de bureau, ordinateurs portables et netbooks. Même si AMD représente une menace pour eux sur le marché des cœurs avec leurs coûts plutôt bas, Intel a un plus gros problème entre les mains. Sur les marchés des cœurs pour les plateformes mobiles, Intel a vraiment été absent, et maintenant ils ont décidé de développer un processeur x86 pour rivaliser avec les leaders ARM.

Avec l’iPhone d’Apple, le Motorola Droid, le Google Nexus One et le HTC Incredible tous fonctionnant sur des processeurs ARM, Intel a introduit l’architecture de processeur Moorestown, fournissant un SoC composé d’un cœur Intel Atom, combiné avec des fonctions de traitement graphique, de vidéo et de contrôleur de mémoire. La société a promis une meilleure performance et des graphismes plus riches, avec une lecture vidéo 1080p et un enregistrement vidéo HD 780p. De plus, ils affirment que le processeur est capable de deux jours de temps de lecture audio et de cinq heures de lecture vidéo.

Il reste maintenant à voir laquelle des trois entreprises gagnera la suprématie dans cette bataille.