ARM Cortex-A50

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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 30 octobre 2012[1], elle est composée de deux version : 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[modifier | modifier le code]

Premières implémentations[modifier | modifier le code]

Le support de ce processeur a été ajouté par ARM au compilateur GCC en octobre 2012, la version stable 4.8.0, sortie le 22 mars 2013[4] est la première à supporter cette architecture, que GCC appelle AArch64[5]. La version 4.9.0, sortie le 22 avril 2014, 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 avril 2012 avec les processeurs X-Gene, capable de faire fonctionner une distribution Linux adaptée par Redhat avec Apache et php[8]. MITAC annonce en juin 2013, au salon Computex 2013, des serveurs basés sur ce processeur. Ils devraient être disponible dans le courant de l'année[9].

En juillet 2014, 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 remettants 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[modifier | modifier le code]

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 puissant (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 couplé 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 annoncé, le MediaTek MT6732 est quant à lui annoncé avec un Mali-T760[12]

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

Fonctionnalités de l'architecture AArch64 :

Améliorations des jeux d'instructions, registres et adressage mémoire[modifier | modifier le code]

  • 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 accessible par VFPv4
    • Support les virgules flottantes double-précision
    • Totalement compatible avec la norme IEEE 754
    • Les instructions de chiffrage/déchiffrage 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[modifier | modifier le code]

Le noyau Linux était porté dès le mois d'août 2012 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[modifier | modifier le code]

Marque Modèle CPU GPU Année
Altera (SoC) Stratix 10 4 Cortex-A53 n.d. 2015
Apple A7 2 cœurs ARMv8 « Cyclone » à 1,7 Ghz n.d. 20 septembre 2013
ARM Juno[10] 4 Cortex-A53
2 Cortex-A57
Mali-T624 juillet 2014 (SoC peu performant dédié au développement)[11]
AppliedMicro X-Gene (FPGA Xilinx Virtex-6) 2012
AppliedMicro 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
Cavium ThunderX 48 Cortex-A50 à 2,4 Ghz orienté serveur  ?, annoncé en juin 2014[17]
Marvell PXA1928 4 Cortex-A53 n.d. 2014[18]
MediaTek MT6732 4 Cortex-A53 à 1,5 Ghz Mali-T760 septembre 2014[12][19]
MediaTek MT6752 8 Cortex-A53 à 1,7 Ghz Mali-T760 septembre 2014[19]
MediaTek MT6795 8 Cortex-A53 jusqu'à 2,2 Ghz PowerVR G6 décembre 2014[19]
MediaTek MT8173 2 Cortex-A53 et 2 Cortex-A57 jusqu'à ? Ghz PowerVR G6 sources disponibles pour Linux depuis décembre 2014[20]
Rockchip MayBach 8 Cortex-A53 28nm  ?? GL ES 3.0 GPU décembre 2014[21]
Samsung Exynos GH7 n.d. n.d. 2014
AllWinner H64 4 Cortex-A53 n.d. hiver 2014
AllWinner 9X big.LITTLE
Cortex-A53
+ Cortex-A57
n.d. Q4 2015[22]
Nvidia Tegra K1 2e génération n.d. « Maxwell » 2015[23]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c (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,‎ 30 octobre 2012
  3. a, b et c (en) « ARM Unveils its First 64-bit Cores: ARM Cortex A53 (LITTLE) and Cortex A57 (big) », sur CNX-software.com,‎ 31 octobre 2012
  4. (en) GCC releases
  5. (en) « GCC 4.8 Release Series Changes, New Features, and Fixes »,‎ 22 mars 2013
  6. (en) « GCC 4.9 Release Series Changes, New Features, and Fixes »,‎ 22 avril 2014 (consulté le 5 juillet 2014)
  7. (en) « ARM Keynote: ARM Cortex-A53 and ARM Cortex-A57 64bit ARMv8 processors launched », sur Armdevices.net,‎ 31 octobre 2012
  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,‎ 6 juin 2013
  10. a et b (en) « Juno ARM Development Platform » (consulté le 5 juillet 2014)
  11. a et b (en) « Linaro Announces 64-bit ARM Android Port on Juno ARM Development Platform », CNX software,‎ 3 juillet 2014 (consulté le 5 juillet 2014)
  12. a et b (en) « MediaTek introduces MT6732 64-bit processor »
  13. Pierre Dandumont, « ARM 64 bits : noyau Linux et GCC », sur Tom's Hardware,‎ 14 aout 2012
  14. (en) « ARM Discloses Technical Details Of The Next Version Of The ARM Architecture », sur ARM.com (consulté le 31 octobre 2011)
  15. (en) Michael J. Miller, « Moving On Up: ARM's Next-Gen Cores Ascend to 64-Bit », sur PC Magazine,‎ 1 novembre 2011 (consulté le 7 novembre 2011)
  16. APM883208-X1 | X-GeneTM Multi-Core 64-bit Processor
  17. (en) « Cavium ARMs New Server Chips », serverwatch.com,‎ 3 juin 2014 (consulté le 27 décembre 2014)
  18. (en) « PXA1928 », Marvell (consulté le 2014-02-27)
  19. a, b et c (zh) « 联发科MT6795八核64位LTE芯片曝光 » (consulté le 10 juillet 2014)
  20. (en) « Mediatek MT8173 Quad Core big.LITTLE ARM Cortex A57/A53 Processor Code Submitted to Linux Mainline », CNX software (consulté le 27 décembre 2014)
  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 »,‎ 2013-10-10 (consulté le 7 janvier 2014)
  23. (en) « Nvidia unveils Tegra K1 with 192 GPUs, preps 64-bits »,‎ 2014-01-07 (consulté le 7 janvier 2014)