CORTEX-A9. L’escalation competitiva di ARM
addvaslavros | 22 Ottobre 2009Libera traduzione dell’ articolo “ARM’s Race Escalates with Cortex-A9“ , di Jim Turley, in Embedded Technology Journal, 22.9.2009. Turtley (V. profilo su Linkedin ) è un’analista che è un’autorità riconosciuta sui chip a microprocessore, la tecnologia dei semiconduttori, e sistemi embedded. In un precedente post abbiamo accennato a nuove alleanze industriali e sinergie che puntano sulle enormi potenzialità del processore ARM . Su questo Turtley ci da un responso autorevole, senza mezze misure, sul futuro dei pc: è in atto uno scontro globale, Intel/Windows Vs. ARM/Linux. Ci potrebbe essere un cambiamento epocale, o un nulla di fatto …
Nel settore militare, l’Osprey è un velivolo che decolla e atterra verticalmente come un elicottero. L’Osprey ruota le ali di 90 gradi, le eliche lo sollevano, le ali rotanti permettono il volo convenzionale. Geniale soluzione ingegneristica, ma un po ‘goffo a vedersi. Nel meno rischioso ma ugualmente competitivo mondo dei processori, anche ARM ha ha progettato un suo proprio Osprey, in questo caso chiamato ARM Cortex-A9. Il nuovo A9 svilupperà un velocità di clock di 2 GHz, velocità che è veramente inaudita per un nucleo ARM. Il precedente processore A8 è a malapena in grado di girare a 1 GHz, per giunta con qualche gioco di prestigio del silicio. A 2 GHz, il nuovo A9 diventa l’arma più potente dei produttori dell’ARM.
Come ha fatto ARM a raggiungere tali prestazioni? Si potrebbe dire che è stato una correzione del carente A8, ma sarebbe ingeneroso. Un’analisi più benevola mostra che A9 ha effettivamente una “pipeline” più breve dell’A8, di solito l’antitesi di alta efficienza e velocità. Ma il set di istruzioni di A8 operava in modo volutamente rallentato per permettere l’attuazione di operazioni specifiche. E’ anche normale che ci sia voluto un certo tempo per sviluppare il primo nucleo di processore superscalare mai realizzato in ARM . Ora che la società e i suoi licenziatari hanno l’esperienza di questo nucleo ARM superscalare, potrebbero mettere a punto i path logici, crearsi un certo margine, aggiornare il core, e proseguire nello sviluppo di versioni più veloci e potenti.
I miglioramenti includono una migliore unità di calcolo in virgola mobile. L’A8 era a nucleo singolo, mentre A9 può avere due, o quattro nuclei, a seconda delle opzioni dei produttori. L’azienda prevede che alcuni sub-produttori mantengano ancora la licenza A8 invece della A9, considerando il divario di costi che c’è tra i due processori.
ARM infatti, per lunga tradizione, progetta e poi affida a terzi licenziatari la totalità della produzione. Nell’elenco dei sub-produttori su licenza ci sono i soliti “sospetti”: Texas Instruments, Ericsson, nVidia, NXP, Toshiba, e un nutrito gruppo di clienti anonimi.
L’A9 viene fornito assieme a coprocessori di accelerazione: Jazelle per Java, TrustZone per operazioni di sicurezza, Neon per la grafica. Questi acceleratori sono sempre parte integrante del nucleo del microprocessore e non possono essere rimossi per risparmiare spazio o potenza. Non servirebbe, essi rappresentano solo una minima frazione della dotazione e consumano poca energia.
A9 potrà eseguire calcoli complessi senza alcun problema essendo realizzato con circuitazione da a 45 nm (45 nanometri) ottimizzata per l’efficienza di consumo energetico.
Per un confronto, un processore di tipo x86, come l‘Intel Atom N270 offre circa 2.000 Dhrystone MIPS a 1,6 GHz, misterioso parametro per cui ARM può vantare qualcosa come 5X di prestazioni (il quintuplo !), con una frequenza del 25% più veloce di clock. Un dato di importanza cruciale in dispositivi che devono offrire buone prestazione a costi bassissimi come i computer netbook. Ed è un dato di fatto che con l’A9 tutta questa potenza computazionale si ottiene consumando pochissima energia: 2 Watt appena.
Utilizzando per accertare le prestazioni l’affidabile EEMBC test CoreMark, l’A9 ha circa un vantaggio 2x su Atom N270. In altre parole, offre le stesse prestazioni circa alla metà della velocità di clock. E un quinto del consumo elettrico. Non è un cattivo compromesso, finché non hai bisogno di compatibilità x86.
Quest’ultimo aspetto evidenzia la peggiore frustrazione del lavoro svolto dai progettisti di questo microprocessore. Non importa quanto veloce, efficiente, potente possa essere la tua CPU è, ciò non la fa sfuggire all’inerzia umana. La compatibilità è una forza potente dell’universo, e nessun progresso ingegneristico la può superare. I computer della tipologia netbook, nettop, mini-pc, e gli smartbook possono essere una seconda possibilità per i processori che come ARM potrebbero superare la posizione dominante e oligopolistica di Intel nel mercato informatico. Invece, anche questa tipologia di pc è tuttora un’altra nuova nicchia per la vecchia architetture x86, che continua a dominare con l’onnipresente ATOM, anche se è molto meno redditizia. Si “scopre” che la gente vuole computer che si comportano come PC Windows, e non piccoli notebook Linux a 350 dollari. Quindi, è questo totem della compatibilità X86/Windows la peggiore minaccia del binomio ARM/Linux .
Sul fronte hardware, ARM ha quasi tutto ciò che il MIPS, PowerPC e x86 venditori offrono. Sul lato software, la storia ARM va di bene in meglio. E’ di fatto l’architettura unica per il wireless e i cellulari, grazie ad alcuni successi di progettazione con i primi telefoni cellulari europei. Ciò che il primo Personal Computer IBM Modello 5.150 è stato per il destino di Intel, per i primi telefoni cellulari è stato ARM. La legione di licenziatari ARM ha prodotto più processori a 32 bit di chiunque altro. Solo lo scorso anno, 4 miliardi di nuovi chip basati ARM piazzati sul mercato.
ARM col suo Cortex-A9, ponendosi come minaccia alla potenza di Intel e dei suoi processori X86, non può sottrarsi al destino di tutte le produzioni di assoluta eccellenza tecnologica, non può evitare un verdetto senza appello: le decisioni solitamente irrazionali e disinformate del mercato. Per il momento, ARM e Intel x86 dominano gran parte del paesaggio delle piattaforme informatiche, mentre alle altre architetture restano soltanto piccole nicchie.
Con il suo Cortex-A9, ARM appare pronta a proseguire il suo decollo verticale.
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