Примеры структур 32-разрядных многоядерных процессоров Cortex A
Глава 35. Структуры многоядерных процессоров для мобильных и встроенных систем
Общая характеристика многоядерных процессоров фирмы ARM
Область применения многоядерных процессоров Cortex A — это мобильные приложения с высокими требованиями по производительности совместно с ограниченными энергетическими ресурсами.
Многоядерные процессоры фирмы ARMподдерживают полностью когерентную кэш-память-память данных, обеспечивая как симметричную, так и асимметричную работу, собственно как и любую другую мультипроцессорную технологию.
Ядра процессора разделяют общую кэш-память-память последнего уровня (кэш-память-память L2). Это обеспечивает передачи данных между кэш-памятями ядер без необходимости доступа в оперативную память.
Оптимизированная кэш-память-память первого уровня существенно ускоряет операции с данными при сохранении достаточно низкого энергопотребления. Обеспечивается аппаратная реализация индексации и тэгирования данных кэш-памяти. Это устраняет временные издержки из-за наложения адресов или необходимости очистки кэш-памяти при смене контекста в операционной системе.
Кэш-память данных используется как при операциях чтения, так и при записи данных совместно с адаптируемым буфером записи, который позволяет существенно снизить количество обращений к оперативной памяти и может формировать запросы на массированную передачу данных из нескольких запросов к оперативной памяти. Выделение пространства кэш-памяти выполняется всего за один такт.
Все многоядерные решения фирмы ARM базируются на шинной структуре AMBA 3 AXI, дающей возможность подключать к процессорам не только оперативную память и периферийные устройства, но и другие процессоры.
Занимаемая процессорами площадь на кристалле, диапазон рабочих частот и потребляемая мощность зависят от использованного при реализации технологического процесса, библиотек компонентов и оптимизации.
Несмотря на различия в ядрах и некоторые различия в построении многоядерных вариантов процессоров все многоядерные процессоры поддерживают:
технологию ускорения выполнения java-приложений — Jazelle DBX и Jazelle RCT, которые необходимы для оптимизации процесса адаптивной компиляции на лету, а также уменьшения расхода оперативной памяти до трех раз;
технологию TrustZone для обеспечения безопасности транзакций, управления цифровыми сертификатами, создания базы для проверки и защиты прав.
Примеры структур 32-разрядных многоядерных процессоров Cortex A
Многоядерный процессор Cortex-A7
Структура многоядерного процессора Cortex-A7 приведена на рис. 35.1.
Рис. 35.1. Структура многоядерного процессора Cortex-A7
Основные особенности процессора Cortex-A7:
архитектура ARMv7-A;
расширенное адресное пространство;
возможно использование виртуализации;
один декодер;
команды выполняются по очереди;