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Cortex-A9
贡献者：angelazhang 浏览：3825次 创建时间：2015-02-11
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Cortex-A9
Cortex-A9处理器能与其他Cortex系列处理器以及广受欢迎的ARM MPCore技术兼容，因此能够很好延用包括操作系统/实时操作系统（OS/RTOS）、中间件及应用在内的丰富生态系统，从而减少采用全新处理器所需的成本。通过首次利用关键微体系架构方面的改进，Cortex-A9 处理器提供了具有高扩展性和高功耗效率的解决方案。利用动态长度、八级超标量结构、多事件管道及推断性乱序执行（ Speculative out-of-order execution），它能在频率超过1GHz的设备中，在每个循环中执行多达四条指令，同时还能减少目前主流八级处理器的成本并提高效率。
目录
1ARM构架
2台积电
328nm版
4双核
5omap
6Nvidia
7应用
1ARM构架
ARM MPCore技术
被广泛选用的对ARM MPCore技术提升了性能的可拓展性以及对功耗的控制，从而在性能上突破了类似的高性能设备，同时继续满足了苛刻的手机功耗要求。迄今为止，ARM MPCore技术已被包括日电电子、NVIDIA、瑞萨科技和萨诺夫公司（Sarnoff Corporation）在内的超过十家公司授权使用，并从2005年起实现芯片量产。
通过对MPCore技术作进一步优化和扩展，Cortex-A9 MPCore多核处理器的开发为许多全新应用市场提供了下一代的MPCore技术。此外，为简化和扩大对多核解决方案的使用，Cortex-A9 MPCore处理器还支持与加速器和DMA的系统级相关性，进一步提高性能，并降低系统级功耗?刻的250mW移动功耗预算条件下为当今的手机提供显著的性能提升的可综合ARM处理器。在采用TSMC 65纳米普通工艺、性能达到2000 DMIPS时，核逻辑硅芯片将小于1.5平方毫米。从2000 DMIPS到8000 DMIPS的可扩展性能，比当今高端手机或机顶盒高出4-16倍，将使终端用户能够即时地浏览复杂的、加载多媒体内容的网页，并最大程度地利用Web 2.0应用程序，享受高度真实感的图片和游戏，快速打开复杂的附件或编辑媒体文件。
Cortex-A9多核处理器是首款结合了Cortex应用级架构以及用于可扩展性能的多处理能力的ARM处理器，提供了下列增强的多核技术：
*加速器一致性端口（ACP），用于提高系统性能和降低系统能耗
*先进总线接口单元（Advanced Bus Interface Unit），用于在高带宽设备中实现低延迟时间
*多核TrustZone® 技术，结合中断虚拟，允许基于硬件的安全和加强的类虚拟（paravirtualization）解决方案
*通用中断控制器（GIC），用于软件移植和优化的多核通信
在由业界领先的嵌入式微处理器基准协会（EEMBC）开发的多核基准框架的发展进程中，Cortex-A9 MPCore多核处理器在多种基准下都表现出近线形可扩展性，与添加的处理器单元一起提供高达四倍于类似单核处理器的性能。
完整的系统解决方案
两款ARM Cortex-A9处理器都包含ARM特定应用架构扩展集，包括DSP和SIMD扩展集和Jazelle® 技术、TrustZone和智能功耗管理（IEM?）技术。此外，ARM已开发一整套支持新处理器的技术，以缩短设计时间并加快产品上市时间。这一完整的系统解决方案包括：
· 浮点单元（FPU）：Cortex-A9 FPU提供高性能的单精度和双精度浮点指令。
· 媒体处理：Cortex-A9 NEON媒体处理引擎（MPE）提供了Cortex-A9 FPU所具有的性能和功能，以及在Cortex-A8处理器中首次推出的用于加速媒体和信号处理功能的ARM NEON 先进 SIMD指令集。
· 物理IP：提供在Cortex-A9处理器上实现低功耗、高性能应用所需的众多标准单元库和存储器。标准单元包括功耗管理工具包，可实现动态和漏泄功耗节省技术，例如时钟门控、多电压岛和功率门控。还提供具有先进的功耗节省功能的存储编译器。
· Fabric IP：Cortex-A9处理器得到广泛的PrimeCell® fabric IP元件的支持。这些元件包括：一个动态存储控制器、一个静态存储控制器、一个AMBA® 3 AXI可配置的内部互连及一个优化的L2 Cache 控制器，用于匹配Cortex-A9处理器在高频设计中的性能和吞吐能力。
· 图形加速: ARM Mali? 图形处理单元及Cortex-A9处理器的组合，将使得SoC合作活动能够创造高度整合的系统级解决方案，带来最佳的尺寸、性能和系统带宽优势。
· 系统设计：ARM RealView® SoC Designer工具提供快速的架构优化和性能分析，并允许在硬件完成以前很长时间即可进行软件驱动程序和对时间要求很严格的代码的早期开发。RealView系统发生器（RealView System Generator）工具为基于Cortex-A9处理器的虚拟平台的采用提供超快建模能力。Realview工具中关于Cortex-A9处理器的基于周期的（cycle based）及程序员视角的模型将于2008年第二季度上市。
· 调试： ARM CoreSight?片上技术加速了复杂调试的时间，缩短了上市时间。程序追踪宏单元技术（Program Trace Macrocell technology）具有程序流追踪能力，能够将处理器的指令流完全可视化，同时配置与ARMv7架构兼容的调试接口，实现工具标准化和更高的调试性能。用于Cortex-A9处理器的CoreSight设计工具包扩展了其调试和追踪能力，以涵盖整个片上系统，包括多个ARM处理器、DSP以及智能外设。
· 软件开发：ARM RealView开发套件（ARM RealView Development Suite）包括先进的代码生成工具，为Cortex-A9处理器提供卓越的性能和无以比拟的代码密度。这套工具还支持矢量编译，用于NEON媒体和信号处理扩展集，使得开发者无需使用独立的DSP，从而降低产品和项目成本。包括先进的交叉触发在内的Cortex-A9 MPCore多核处理器调试得到RealView ICE和Trace产品的支持，同时也得到一系列硬件开发板的支持，用于FPGA系统原型设计和软件开发。
2台积电
ARM Cortex-A9 ，基于台积电的40nm-G制造工艺，已经开发出两款Cortex-A9微架构双核处理器设计方案，分别对应高性能和低能耗。其高性能版本将把ARM处理器的频率上限提高到2GHz以上。
ARM的Cortex系列处理器设计在移动市场大行其道，包括 iPhone 3GS、Palm Pre以及频率高达1GHz的东芝TG-01、iPhone 4、等最新顶级智能手机和iPad实际上都是基于Coretex-A8核心，而发展方兴未艾的Smartbook智能本基本上也都是这一架构处理器的应用产品。
Cortex-A9将继续这一路线，由于从Cortex-A8普遍使用的65nm工艺升级到40nm，Cortex-A9高性能版本将在使用双核心的同时，把频率拉高到2GHz以上，同时依然保持超低功耗，预计高性能Smartbook将是它的主要战场。
低功耗版本方面，主要面向机顶盒、数字电视、打印机及其他应用，运算能力可达4000DMIPS，同时功耗不足0.24W。
和Cortex-A8一样，ARM将把该核心设计授权给多家厂商进行再开发和制造，包括德州仪器、Broadcom、高通、三星等ARM授权厂商预计从第四季度开始就将推出该架构的处理器产品。
328nm版
GlobalFoundries成功流片了基于ARM Cortex-A9双核心处理器的技术质量检验装置(TQV)，而且第一家使用了28nm HP高性能工艺、HKMG(高K金属栅极)技术。
28nm与40nm的比较
GF透露，这次TQV是八月份在位于德国德累斯顿的Fab 1晶圆厂内完成的，使用了一整套优化的ARM Cortex-A9物理IP，能从每一个方面模拟真正的SoC产品，从而实现最大程度的频率分析、缩短产品设计周期的时间，还有完整的可测性设计(DFT)。据透露，新处理器的工作频率在2.0-2.5GHz之间，比上代40nm工艺版本快了500MHz左右，性能也有明显提升。
GF、ARM估计，相比于40nm工艺，新的28nm工艺制造平台能带来40%的计算性能提升、30%的功耗下降、100%的待机电池续航能力提升。
这也是GF、ARM去年十月宣布的战略合作的一部分。GF预计今年年底拿出新处理器的实际样品。
顺便说一句，ARM处理器可能会让很多人感到陌生而遥远，但实际上我们身边到处都是它的影子，全球使用量估计高达200亿颗，占全部嵌入式32位RISC处理器的90%之多。
4双核
三星公布了基于Cortex-A9架构的全新双核处理器，这或许也是首款真正意义上的双核手机处理器。先不问它的主频如何如何高，三星官方对这款新处理器的描述，说了个细节：3D运算处理提升五倍！
不过，这款名叫Orion的处理器，主频仍然为1GHz，远没有之前传言的2.0-2.5GHz那样强大（2.0-2.5GHz应该是指诸如平板电脑这种移动终端设备）。并且工艺是45NM的，虽然比起Cortex-A8的60NM有提高，但仍没达到GlobalFoundries前两天Cortex-A9的28NM（不过28NM工艺的手机处理器，迟早的事）。 由于这款处理器是双核的，想必未来若运用到手机上，在多任务处理上，提升也会很大的。同时，这颗双核处理器还将支持1080p全高清视频解码能力，且能通过HDMI接口同时对3个屏幕进行视频输出。
Cortex－A8被广泛运用到高端旗舰手机上面。诸如iPhone 4、i9000、3GS和Milestone等强机，均是采用的此构架的处理器，其性能，用过的也都知道它的强大。
至于Cortex-A9什么时候正式上市，据三星官方称，这颗基于Cortex-A9架构的双核处理器将于2011年上半年正式投产。
5omap
美国TI公司的。full HD 1080p。SGX540图形处理器。双核对称处理器。1G主频。
omap4440主频可达1.5G 因为图形处理器和苹果系列用的是同一系列处理器所以在
游戏的流畅性会比跑分相同的图形处理器更为出色，TI公司的处理器也一直以兼容性
强稳定性强而著称。A9构架的4430 4460性能非常出色
6Nvidia
一直以来，Tegra都是非常让人期待的，终于出来了。lg的optimus 2x和motorola的手机就采用了tegra 2，也有几款新上市的平板电脑采用了这个cpu，Tegra 2性能很强劲，内建ARM双核Cortex A9处理器，主频到1GHz，最高支持1GB内存，支持1080P的全高清视频播放，多媒体方面增加了对Flash 10的支持，3D性能是Nvidia的强项就不用多说。
7应用
Cortex 应用程序处理器在高级工艺节点中可实现高达 2GHz+ 标准频率的卓越性能，从而可支持下一代的移动 Internet 设备。这些处理器具有单核和多核种类，最多提供四个具有可选 NEON? 多媒体处理模块和高级浮点执行单元的处理单元。
Cortex-A9的应用包括：智能手机（三星），智能本和上网本（苹果打算推出Cortex-A9处理器的iPad），电子阅读器，数字电视，高清播放机（如瑞珀M3），家用网关，以及其它各种家用产品。
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参考资料
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