ARM Cortex A15 será Cinco Vezes Mais Rápido e Eficiente em Energia

Um dos principais fornecedores de microprocessadores tornou público, seus planos no MWC, sobre seu último modelo em linha: o Cortex A15 MPCore. Os primeiros designs de produtos baseados no chip apareceram no outono de 2011, mas a aparição de produtos no mercado não é esperada até o final de 2012. A empresa tem uma longa história por trás deles no desenvolvimento de núcleos de microprocessadores.

De ARM 1 a ARM Cortex A15

ARM é um computador de conjunto de instruções reduzido de 32 bits (RISC) desenvolvido pela ARM Holdings. Foi nomeado pela primeira vez de Acorn RISC Machine, tendo seu primeiro produto lançado em 1985 como ARM 1. O fato de que os processadores ARM têm designs bastante simplistas os tornou ideais para aplicações de baixo consumo de energia, fazendo da ARM uma das forças dominantes tanto no mercado móvel quanto no de eletrônicos. O que você deve saber é que a ARM apenas fornece o know-how tecnológico e são seus parceiros, Qualcomm ou Texas Instruments, que realmente produzem os chips. O representante da ARM no MWC foi gentil o suficiente para enfatizar isso.

Seu primeiro projeto começou em outubro de 1983, com a Acorn e a VLSI Technology, Inc trabalhando juntas, tendo como principal objetivo a realização de manipulação de entrada/saída de baixa latência. E em 26 de abril de 1985, a VLSI produziu o primeiro silício ARM funcional. Mas seus primeiros sistemas de produção só se tornaram disponíveis no ano seguinte com o lançamento do ARM 2.

Melhoria Contínua dos Microprocessadores ARM

O núcleo apresentava um barramento de dados de 32 bits, um espaço de endereço de 26 bits e vinte e sete registradores de 32 bits. Este foi provavelmente um dos microprocessadores mais simples e úteis do mundo, tendo apenas 30.000 transistores. Isso se deve ao fato de que não tinha microcódigo e não incluía cache, coisas que levaram a um baixo consumo de energia. Em seguida, tivemos o núcleo ARM 3, que tinha 4 KB de cache que levou a um desempenho ainda melhor.

No final dos anos 80, a Apple e a VLSI começaram a trabalhar em um novo núcleo ARM, e lançaram uma nova versão em 1992, chamada ARM 6. Esta veio em três versões:

• o ARM 60, que foi o primeiro a suportar 32 bits de espaço de endereço de memória sem nenhum cache;
• o ARM 600, que também tinha 32 bits de espaço de endereço, mas desta vez com 4 KB de cache e barramento de coprocessador;
• o ARM 610, que era idêntico à versão 600, exceto pelo barramento de coprocessador.

O núcleo permaneceu quase nas mesmas dimensões, as versões ARM 6 tendo 35.000 transistores. Com o ARM 7 TDMI, que tinha um pipeline de 3 estágios, conseguiram vender centenas de milhões de núcleos.

Produtos ARM Começam a Focar no Campo Móvel

Suas arquiteturas variam desde os dispositivos ARM 5 de baixo custo até os de alta gama da série ARM M. Mesmo que os núcleos ARM 6 sejam usados em alguns casos para dispositivos de menor custo, agora é hora dos processadores Cortex fornecerem opções mais rápidas e eficientes em termos de energia. Assim como seus parentes anteriores ARM 9 e ARM 11, o Cortex-A visa processadores de aplicação, conforme necessário para smartphones. Cortex-R é para aplicações em tempo real, enquanto o Cortex-M é para microcontroladores.

No caso do ARM 9, ele possui uma arquitetura RISC de 32 bits, com barramentos de dados separados que aumentaram sua velocidade potencial. As atualizações das versões anteriores seriam fáceis de notar, pois a produção de calor e o risco de superaquecimento diminuíram. Além disso, a atualização para um pipeline de 5 estágios viu a velocidade do clock dobrar, e os núcleos tinham instruções de “DSP Aprimorado” incorporadas, como uma multiplicação-acumulação.

O ARM 11 foi lançado ao público em 2002 e era um microprocessador RISC de 32 bits que introduziu as adições arquitetônicas do ARM 6. Ele possui instruções SIMD que podem dobrar a velocidade do algoritmo de processamento digital de áudio, um cache endereçado fisicamente e um pipeline redesenhado de 8 estágios que suporta uma velocidade de clock de até 1GHz.

ARM Cortex A15 Vem com Grande Velocidade e Gerenciamento de Energia

O mais recente da série de processadores Cortex-A, o A15 MPCore será um processador multicore que fornece um pipeline superscalar funcionando a até 2.5GHz. A capacidade de processamento sem precedentes combinada com o baixo consumo de energia permite produtos atraentes em uma ampla gama de mercados ARM. Ele garante total compatibilidade de aplicação com todos os processadores da série Cortex-A e dá acesso imediato ao ecossistema de software como Android e Adobe Flash Player (que tornaram público seu recente roteiro e planos).

O alto desempenho computacional para aplicações de infraestrutura web estará disponível devido às melhorias no desempenho de ponto flutuante e NEON media, bem como o cache de nível 2 de baixa latência de 4MB. O A15 MPCore entregará mais de cinco vezes o desempenho das versões anteriores, e o funcionamento a 2.5GHz permitirá soluções dentro de orçamentos de energia e custo em redução.

Alguns dos recursos principais do núcleo serão:

1. Extensões de Endereço Físico Grande de 40 bits (LPAE) que endereçarão até 1TB de RAM;
2. Pipeline de ponto flutuante de 17-25;
3. 4 núcleos por cluster, com até 2 clusters por chip com CoreLink 400.

O processador também introduz a tecnologia ARM que permite o manuseio eficiente dos ambientes de software, como suporte para gerenciamento de dados e arbitragem, permitindo que as aplicações acessem simultaneamente as capacidades do sistema.

Batalha Acirrada Contra Nvidia e Intel

Primeiro, temos os caras da Nvidia. Eles atacaram o mercado com seu novo processador quad-core Tegra 3, trazendo níveis de desempenho de classe PC, melhor duração da bateria e experiências móveis aprimoradas para os telefones. O processador trará três vezes o desempenho gráfico do Tegra 2 e até 60% menos consumo de energia. Tegra 3 implementa uma nova tecnologia que inclui uma CPU de baixo consumo de energia.

Assim, quando tarefas que requerem menos consumo de energia estão em andamento, as quatro principais CPUs são desligadas. O processador Tegra 3 traz para a mesa a experiência web mais rápida do mundo (com Adobe Flash Player 11 acelerado, HTML5 e navegação WebGL), aplicações mais rápidas (desempenho impressionante para aplicativos multimídia) e multitarefa mais rápida (mudança entre usos comuns e tarefas em segundo plano). O ARM Cortex A15 terá uma tarefa difícil para superar esses recordes.

Intel Tem Grandes Planos e Muitos Parceiros

Por outro lado, temos a Intel, o principal desenvolvedor de chips para servidores, desktops, notebooks e netbooks. Embora a AMD represente uma ameaça para eles no mercado de núcleos com seus custos bastante mais baixos, a Intel tem um problema maior em suas mãos. Nos mercados de núcleos para plataformas móveis, a Intel realmente esteve ausente, e agora decidiram desenvolver um processador x86 para rivalizar com os líderes ARM.

Com o iPhone da Apple, Motorola Droid, Google Nexus One e o HTC Incredible todos rodando em processadores ARM, a Intel introduziu a arquitetura de processador Moorestown, fornecendo um SoC composto por um núcleo Intel Atom, combinado com funções de processamento gráfico, vídeo e controlador de memória. A empresa prometeu melhor desempenho e gráficos mais ricos, com reprodução de vídeo 1080p e gravação de vídeo HD 780p. Além disso, eles afirmam que o processador é capaz de dois dias de tempo de reprodução de áudio e cinco horas de reprodução de vídeo.

Agora tudo que resta é ver qual das três empresas ganhará a supremacia nesta batalha.