ARM Cortex-A50

ARM Cortex-A50 est une famille de processeur RISC 64 bits développée par ARM Ltd qui implémente le jeu d'instructions de l'architecture ARMv8 (également appelé AArch64). Elle prend la suite de la famille ARM Cortex-A. Annoncée le [1], elle est composée de deux versions : Cortex-A53 (LITTLE) destiné aux applications très basse consommation qui reprend les principes du Cortex-A7, et le Cortex-A57 (big), successeur du Cortex-A15 pour des applications nécessitant plus de puissance (smartphones, tablettes, serveurs et laptops)[2]. Cette génération garde la compatibilité avec le jeu d'instruction ARMv7-A pour faciliter la transition[3].

Historique

Premières implémentations

Le support de ce processeur a été ajouté par ARM au compilateur GCC en , la version stable 4.8.0, sortie le [4] est la première à supporter cette architecture, que GCC appelle AArch64[5]. La version 4.9.0, sortie le , apporte des optimisations de compilation pour les architectures de type Big.LITTLE utilisant le jeu d'instructions ARMv8, ainsi que l'utilisation de cryptographie et de contrôle de redondance cyclique (CRC)[6].

Les sociétés AMD, Broadcom, Calxeda, HiSilicon, MediaTek, Samsung et ST Microelectronics ont déjà signé des accords de propriété intellectuelle[7].

La société Applied Micro Circuits Corporation est la première à présenter des FPGA fonctionnels de ces processeurs en avec les processeurs X-Gene, capable de faire fonctionner une distribution Linux adaptée par Redhat avec Apache et php[8]. MITAC annonce en , au salon Computex 2013, des serveurs basés sur ce processeur. Ils devraient être disponibles dans le courant de l'année[9].

En , ARM présente la plate-forme de développement autour du SoC Juno développé par ARM, composé d'un système d'exploitation livré par Linaro et d'une carte mère nommée Juno Versatile Express board, reprenant les principes de la Versatile Express board en les remettant au goût du jour. Le SoC JUNO présent sur cette carte, contient entre autres deux cœurs Cortex-A57 et quatre cœurs Cortex-A53 en architecture big.LITTLE, ainsi qu'un processeur graphique Mali TM-T624, possédant quatre cœurs de shaders[10]. Le but de cette plate-forme n'est pas l'utilisation finale, mais les tests pratiques du développement sur du matériel, en attendant les implémentations finales de différents constructeurs[11]

Nouveautés de l'architecture

L'ARM Cortex-A53 devrait avoir des performances similaires aux Cortex-A9 tout en utilisant au maximum un quart de la consommation électrique de ceux-ci[1].

Cette technologie permettra de placer jusqu’à 16 Cortex-A57 sur la même puce[3].

La technologie big.LITTLE déjà utilisée sur la 3e génération des Cortex-A, pour coupler un ou plusieurs processeurs Cortex-A7 (LITTLE) très basse consommation avec un ou plusieurs Cortex-A15 plus puissants (big) ou bien des Cortex-A12 et Cortex-A17, de puissance intermédiaire (big également) lors de besoin ponctuel de puissance, sera aussi accessible sur cette nouvelle génération[1].

Cette nouvelle génération pourra être couplée avec une nouvelle génération de processeurs graphiques ARM Mali que sont les familles Mali-T67X et Mali-T62X[3]. Un des premiers ARMv8 en ASIC, le MediaTek MT6732, est quant à lui annoncé avec un Mali-T760[12]

Une accélération de chiffrage intégrée devrait, d'après ARM, diviser également par 10 le temps de calcul par rapport à un calcul conventionnel sur CPU uniquement.

En février 2014, ARM annonce le Cortex-A72, 3,5 fois plus puissant que le Cortex-A15 qui devrait continuer à utiliser le bus CCI-500 et pourrait être couplé au GPU Mali-T880.

Améliorations des jeux d'instructions, registres et adressage mémoire
  • Nouveau jeu d'instructions A64
    • 31 registres 64 bits généraux
    • Les instructions gardent une longueur de 32 bits et sont majoritairement identiques à ceux d'AArch32
    • La majorité des instructions acceptent des arguments 32 ou 64 bits.
    • L'adressage est en 64 bits
  • SIMD avancé (NEON) amélioré
    • Passage de 16 à 32 registres 128 bits, également accessibles par VFPv4
    • Support des virgules flottantes double-précision
    • Totalement compatible avec la norme IEEE 754
    • Les instructions de chiffrement/déchiffrement AES et hashage SHA-1/SHA-2 utilisent également ces registres
  • Nouveau système d'exceptions
    • Moins d'accumulation de registres et de modes
    • Conversion de la gestion de la mémoire de l'espace d'adressage virtuel 48 bit existant, basé sur le LPAE (Large Physical Address Extensions), qui a été conçu pour être facilement étendu à 64 bits.

Système d'exploitation

Le noyau Linux était porté dès le mois d' sur ce jeu d'instructions[13]. Cette architecture ARM est la première à gérer le 64 bits (instructions et données). La mémoire est quant à elle adressée sur 48 bits [14],[15].

Implémentations
MarqueModèleCPUGPUAnnée
Altera(SoC) Stratix 104 Cortex-A53n.d.2015
AppleA72 cœurs ARMv8 « Cyclone » à 1,7 GHzn.d.
ARMJuno[10]4 Cortex-A53
2 Cortex-A57		Mali-T624 (SoC peu performant dédié au développement)[11]
Applied Micro Circuits Corporation (en)X-Gene(FPGA Xilinx Virtex-6)2012
Applied Micro Circuits Corporation (en)APM883204-X1 X-Gene
APM883208-X1 X-Gene		4 * Cortex-A50 à 2,4 GHz(ASIC, 40 nm) + 4 ARM Cortex-A5 + ARM Cortex-M3
8 * Cortex-A50 à 2,4 GHz(ASIC, 40 nm) + 4 ARM Cortex-A5 + ARM Cortex-M3[16]		n.d.été 2014
Broadcom BCM2837 4 Cortex-A53 à 1,2 GHz VideoCore IV à 400MHz 2016 pour le Raspberry Pi 3B
Broadcom BCM2837B0 4 Cortex-A53 à 1,4 GHz VideoCore IV à 400MHz 2018 pour le Raspberry Pi 3B+
CaviumThunderX48 Cortex-A50 à 2,4 GHzorienté serveur ?, annoncé en [17]
MarvellPXA19284 Cortex-A53n.d.2014[18]
MediaTekMT67324 Cortex-A53 à 1,5 GHzMali-T760[12],[19]
MediaTek MT6735 4 Cortex-A53 à 1.3 GHz Mali-T720
MediaTekMT67528 Cortex-A53 à 1,7 GHzMali-T760[19]
MediaTekMT67958 Cortex-A53 jusqu'à 2,2 GHzPowerVR G6[19]
MediaTekMT81732 Cortex-A53 et 2 Cortex-A57 jusqu'à ? GHzPowerVR G6sources disponibles pour Linux depuis [20]
RockchipRK3368 (MayBach)8 Cortex-A53 28 nmPowerVR G6110 GL ES 3.0 GPU[21]
SamsungExynos GH7n.d.n.d.2014
AllWinnerH644 Cortex-A53n.d.hiver 2014
AllWinner9Xbig.LITTLE
Cortex-A53
+ Cortex-A57		n.d.Q4 2015[22]
NvidiaTegra K1 2e générationn.d.« Maxwell »2015[23]
SamsungS5P68188 Cortex-A53 de 1,4 à 1,6 GHz en 28 nmMali-400MPn.d. [24],[25]
HiSiliconKirin 950big.LITTLE
4 Cortex-A72 à 2,3 GHz
4 Cortex-A53 à 1,8 GHz		Mali-T880 MP4 à 900 MHz[26]

Lien externe

Références
  1. (en) « ARM Launches Cortex-A50 Series, the World’s Most Energy-Efficient 64-bit Processors », sur ARM.com
  2. Guillaume Louel, « ARM annonce les Cortex-A57 et A53 », sur Hardware.fr,
  3. (en) « ARM Unveils its First 64-bit Cores: ARM Cortex A53 (LITTLE) and Cortex A57 (big) », sur CNX-software.com,
  4. (en) GCC releases
  5. (en) GCC Team, « GCC 4.8 Release Series Changes, New Features, and Fixes »,
  6. (en) GCC Team, « GCC 4.9 Release Series Changes, New Features, and Fixes », (consulté le )
  7. (en) « ARM Keynote: ARM Cortex-A53 and ARM Cortex-A57 64bit ARMv8 processors launched », sur Armdevices.net,
  8. (en) AppliedMicro Unveils ARMv8 64-bit Apache 2 Implementation for X-Gene SoC
  9. (en) « MiTAC Announces 7-Star 64-Bit ARM Server Powered by Applied Micro X-Gene Server-on-Chip », cnx-software,
  10. (en) « Juno ARM Development Platform » (consulté le )
  11. (en) « Linaro Announces 64-bit ARM Android Port on Juno ARM Development Platform », CNX software, (consulté le )
  12. (en) « MediaTek introduces MT6732 64-bit processor »
  13. Pierre Dandumont, « ARM 64 bits : noyau Linux et GCC », sur Tom's Hardware,
  14. (en) « ARM Discloses Technical Details Of The Next Version Of The ARM Architecture », sur ARM.com (consulté le )
  15. (en) Michael J. Miller, « Moving On Up: ARM's Next-Gen Cores Ascend to 64-Bit », sur PC Magazine, (consulté le )
  16. APM883208-X1 | X-GeneTM Multi-Core 64-bit Processor
  17. (en) « Cavium ARMs New Server Chips », serverwatch.com, (consulté le )
  18. (en) « PXA1928 » [archive du ], Marvell (consulté le )
  19. (zh) « 联发科MT6795八核64位LTE芯片曝光 », sur mtksj.com,‎ (consulté le )
  20. (en) « Mediatek MT8173 Quad Core big.LITTLE ARM Cortex A57/A53 Processor Code Submitted to Linux Mainline », CNX software, (consulté le )
  21. (en) « Rockchip RK3126, RK3128, and “MayBach” Octo-core Cortex A53 Processor Could Be Found in Tablets in Q4 2014 »
  22. (zh) « 全志展示其升级路线，四核A6X、WX与八核A8X、A7X、A9X », sur 平板电脑网/1pad.cn,‎ (consulté le )
  23. (en) « Nvidia unveils Tegra K1 with 192 GPUs, preps 64-bits », sur linuxgizmos.com, (consulté le )
  24. (en) « Graprerain G6818 IBOX Board is Powered by Samsung S5P6818 Octa-core Cortex A53 Processor »,
  25. (en) (ko) « S5P6818 » [archive du ] (consulté le )
  26. (en) « Huawei Kirin 950 Octa-core Processor Comes with 4 Cortex A72 Cores, 4 Cortex A53 Cores, and a Sensor Hub »
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