ARM有史以來重要的發(fā)布--Cortex-A50系列架構
ARM公司日前宣布推出新款64位ARMv8架構ARM Cortex-A50處理器系列產(chǎn)品，率先推出的是Cortex-A53與Cortex-A57處理器，以及新節(jié)能64位處理技術與現(xiàn)有32位處理技術的擴展升級，首批采用該架構的設備有望于2014年發(fā)貨。目前，AMD、博通、Calxeda、海思(HiSilicon)、三星和意法半導體已獲得Cortex-A50系列架構授權。
ARM有史以來重要的發(fā)布
ARM首席商務官Mike Inglis在發(fā)布會上表示，“Cortex-A50處理器是ARM有史以來重要的發(fā)布活動”。64位架構新產(chǎn)品的可擴展性將使ARM的合作伙伴能夠針對智能手機、移動電腦、高性能服務器等各類不同市場需求開發(fā)系統(tǒng)級芯片。但重要的是，Cortex-A50系列處理器所支持的ARMv8 架構還包括AArch32狀態(tài)，這種執(zhí)行狀態(tài)完全向后兼容ARMv7架構，因而Cortex-A50系列仍然支持為ARMv7架構編寫的所有軟件。
ARM Cortex-A50的可擴展性
整合64位技術使處理器可以更加高效地與存儲芯片交互。英特爾此前已經(jīng)提供這項技術，ARM也希望借此吸引更多數(shù)據(jù)中心用戶的關注，并在2020年將基于ARM架構服務器的占比提升到20%。不久前，AMD正式宣布在原有X86架構處理器之外，開始設計面對多個市場的ARM架構處理器，首先供應的將是云服務器和數(shù)據(jù)中心服務器市場。產(chǎn)品預計2014年發(fā)貨，命名為AMD Opteron，將集成AMD SeaMicroFreedom超級計算結構。
AMD、HP、Dell等主流廠商態(tài)度的轉變?yōu)锳RM進軍服務器領域增強了信心。Mike Inglis稱，Cortex-A57是ARM先進、性能高的應用處理器，而Cortex-A53則提供與Cortex-A9相當?shù)男阅�，但卻是功耗效率高的ARM應用處理器，也是全球小的64位處理器(比CortexA9尺寸縮小40%)。這兩款處理器可各自獨立運作或整合為ARM big.LITTLE處理器架構，以結合高性能與高功耗效率的特點。而ARM的CoreLink 400與新推出CoreLink 500系列系統(tǒng)IP架構解決方案也支持這兩款處理器。
ARM Cortex-A50提供更高的性能和更低的功耗
ARM合作伙伴可借此將系統(tǒng)級芯片平臺從單核及多核big.LITTLE移動解決方案，擴展為高性能并行企業(yè)解決方案，以優(yōu)化產(chǎn)品靈活性及功耗效率。在此前推出的ARM Artisan物理IP及POPIP內(nèi)核硬化加速技術、先進互補型場效應晶體管(CMOS)與鰭式場效應晶體管(FinFET)制程技術的支持下，Cortex-A57與Cortex-A53處理器可提供數(shù)GHz級別的性能。
按照ARM給出的產(chǎn)品規(guī)劃，未來智能手機方案可采用2/4核A53，超級智能手機(以三星Galaxy SⅢ和iPhone5為代表)/平板電腦(雙核A57或2/4核A53)，移動電腦(4核A57+4核A53)，服務器可拓展至16核A57芯片。20nm A50系列產(chǎn)品2013年生產(chǎn)，F(xiàn)inFET產(chǎn)品2013年流片，由臺積電(TSMC)提供早期實現(xiàn)幫助。
為什么需要64位？
“長遠來看，從32位向64位演進，這個事情遲早都會發(fā)生�！盡ike Inglis說，PC市場花了八年的時間從32位過渡到64位，他相信手機或者移動市場轉變會快得多，但是也不會一蹴而就。在Mike Inglis看來，由于網(wǎng)絡設備和網(wǎng)絡應用領域傳統(tǒng)是以64位進行開發(fā)，再加之智能手機內(nèi)存的不斷擴大也對64位提出了更多要求。另外一個原因來自于OEM廠商，“他們希望提供的產(chǎn)品能夠覆蓋到從手機、平板、普通電腦和服務器，并在其中實現(xiàn)軟件的一致性和統(tǒng)一性，所以也會對64位有一個大的需求�！�
ARM區(qū)總裁吳雄昂認為，ARM架構的獨特之處在于能夠橫跨從微型傳感器到大型基礎設施設備的整個領域。ARMv8是在行業(yè)標準的32位ARM架構上進行開發(fā)的，將基于ARM處理器的解決方案延伸至對擴展虛擬地址和64位數(shù)據(jù)處理技術有更高要求的面向消費者和企業(yè)的應用領域。
配合ARMv8架構的推出，ARM與ARM合作伙伴社區(qū)(ARM Connected Community)成員正在努力確保一個強大的設計生態(tài)系統(tǒng)來支持64位指令集。自2011年10月ARMv8架構推出以來，ARM編譯程序(ARM Compiler)與ARM快速模型(Fast Models)便開始對其提供支持，并在Cortex-A50處理器系列開放許可后獲得了大量應用。目前，該功能又加入Development Studio 5(DS-5)，使裸機與Linux糾錯功能更加完整。此外，開源操作系統(tǒng)、應用程序與第三方工具也正在開發(fā)當中，這是對支持現(xiàn)有ARMv7架構設備的廣泛生態(tài)系統(tǒng)的自然擴展。
更新?lián)Q代太快，你跟得上嗎？
移動行業(yè)發(fā)展步伐之快常常令人始料不及。18個月前，第一款基于雙核ARM Cortex-A9處理器的智能手機正式發(fā)布，為智能手機性能帶來了巨大的提升。隨后，多核技術在所有智能手機和高端設備出貨量中占據(jù)了超過40%的份額，而且四核解決方案已在部分高性能平臺上得到應用。同時，基于Cortex-A15處理器的移動設備(三星Chromebook、谷歌Nexus 10等)平板也陸續(xù)進入市場，將性能水準提升了一倍之多。明年，big.LITTLE處理技術將會問世，可為平臺供應商提供一種幫助其提升性能和降低能耗的新工具。
會不會有客戶抱怨ARM產(chǎn)品更新?lián)Q代速度太快，導致自己完全跟不上行業(yè)發(fā)展的腳步？對此，吳雄昂解釋說，盡管看起來我們推出新產(chǎn)品的速度比較快，但這個問題并不能這么簡單的看。ARM有A、R、M三個完全不同的系列，以及圖形產(chǎn)品Mali系列。從流行的Cortex A系列來看，A9推出兩年半之后推出了A15，完全符合手持類消費電子產(chǎn)品更新周期。
吳雄昂強調說，ARM推出尖端技術的節(jié)奏與合作伙伴的產(chǎn)品開發(fā)計劃是完全吻合的。他特別提到了首次出現(xiàn)在ARM第一批授權名單里的海思半導體，“海思是個非常好的例證！從初在機頂盒方面的合作，到現(xiàn)在的網(wǎng)絡系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，正是以海思為代表的合作伙伴多樣化的產(chǎn)品需求，推動了ARM的產(chǎn)品研發(fā)。有時候，我們能夠聽到客戶更多的抱怨反而是研發(fā)進度過慢而不是過快�！�
逐步建立ARM軟件生態(tài)系統(tǒng)
ARM處理器部門負責Program Management的總監(jiān)John Goodacre日前撰文稱，正是AArch32和AArch64這兩種處理器執(zhí)行狀態(tài)的融合，使得ARMv8成為倍受業(yè)界關注的架構。他解釋稱，從以往來看，當處理器架構要支持64位處理時，通常在以下兩種演進方式中二選其一：創(chuàng)造一個全新架構，摒棄所有高效傳統(tǒng)模式；或在現(xiàn)有32位架構的基礎上添加64位處理功能，導致復雜性提高而且低效。而ARMv8的優(yōu)勢在于既可支持性能出眾的傳統(tǒng)模式，又采用全新64位設計，可以大程度地提高兩種狀態(tài)的功效，同時還為軟件提供漸進式路標圖，從而按市場要求的步調采用新功能。
例如，在很多網(wǎng)絡和企業(yè)市場，用戶運行的應用要求具有2GB或3GB以上的RAM，這些市場將會直接采用特定架構的AArch64 狀態(tài)。在某些合作伙伴的具體實施中，沒有需要在處理器的特定模式下工作的傳統(tǒng)軟件，因此他們可以決定放棄架構對AArch32 狀態(tài)的支持，而只提供64位的支持。
操作系統(tǒng)“內(nèi)存不足”很可能是移動設備在64位支持方面遇到的第一個問題。John Goodacre表示，ARMv8 架構采用了簡易合理的方法，允許操作系統(tǒng)在AArch64的64位虛擬地址模式下運行，而用戶應用仍可在AArch32狀態(tài)下運行。這使解決方案能夠做到兩全其美：既可運行無限數(shù)量的完全性能32位用戶應用，同時又能使操作系統(tǒng)在ARMv8設備上的AArch64位模式下高效運行。
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