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Dual-Core-Prozessoren für Handys

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Der Cortex-R5 soll in Handys der nächsten Generation (LTE) Dienst tun.

Sie sind kleiner als ein Stecknadelkopf, haben zwei Kerne und sollen in Handys der kommenden LTE-Generation Dienst tun, Festplatten- und SSDs ansteuern oder sicherheitskritische Aufgaben im Auto übernehmen: ARMs neuer Cortex-R5 MPCore begnügt sich mit wenig Strom, während sein großer Bruder Cortex-R7 MPCore mit bis zu 1 GHz taktet.

Außer dem zweiten Rechenkern – den der Lizenznehmer auch weglassen kann – und den dazugehörigen Kohärenz- und SMP-Funktionen sind eine ganze Reihe von neuen Erweiterungen an Bord: So kann der R5, den ARM beispielsweise für LTE-Handys empfiehlt, flexibel mit Fehlern bei Echtzeitanwendungen umgehen und bietet eine Peripherie-Anschluss mit besonders niedriger Latenz (LLPP). Über den Accelerator Coherency Port (ACP) kann der Systems-on-Chip-Entwickler Erweiterungen anbinden, die kohärent mit den Caches kommunizieren.

Der Cortex-R7 schöpft seine Performance unter anderem aus einer verbesserten Sprungvorhersage und überarbeiteten Gleitkommarecheneinheiten. ARM spricht wegen des superskalaren Designs und der Out-of-Order-Ausführung sogar von einer "New Technology".

Beim Cortex-R7 spricht ARM von einer neuen Technologie und hat am Rechenwerk einiges verändert.

Dennoch verstehen Cortex-R5 und -R7 den Binärcode von älteren ARM-Prozessoren, insbesondere den des Vorgängers Cortex-R4. Genaue Performance-Daten oder Angaben zur Leistungsaufnahme gibt es – in Ermangelung fertiger Chips – noch nicht, wohl aber einige Hochrechnungen: Ein mit 65-nm-Strukturen gefertigter und auf Performance optimierter R5 soll bei 620 MHz Taktfrequenz rund 80,6 mWatt (0,13 mW/MHz) brauchen und rund 1030 DMIPS erreichen. Im Standby sind es dann 4,4 mWatt. Dieser Wert lässt sich durch andere Optimierungsvorgaben auf 0,02 mWatt absenken, dann sind aber nur noch 270 MHz und 450 DMIPS drin. Interessanterweise treibt diese "Power Optimization" auch die Leistungsaufnahme unter Last etwas nach oben (0,18 mWatt). Die Chipfläche liegt je nach Art der Optimierung zwischen 0,4 und 0,8 mm².

Der R7 soll aus einem 1 GHz Taktfrequenz 4600 DMIPS schöpfen und 1,7 mm² belegen, wenn er mit 28-nm-Strukturen gefertigt wird. Die Leistungsaufnahme könnte dann bei rund 418 mWatt liegen.

Interessant sind bei dieser CPU-Vorstellung von ARM auch einige Untertöne: So verkündet die CPU-Schmiede stolz, dass bereits vier Großkunden (nahezu) fertige Designs mit den neuen Chips hätten. Zudem gibt es für den Cortex-R7 bereits zum Produktstart auch Physical IP (Artisan-Library) – sprich eine bereits für einen 28-nm-Fertigungsprozess optimierte Version. In der Vergangenheit hatte ARM hingegen diese Anpassung den Kunden überlassen oder sie erst später angeboten. Das wurde jedoch mitunter als Nachteil bei immer kleineren Fertigungsstrukturen und im Wettstreit mit der Firma Intel gesehen. Intel kann dank eigener Fertigungsanlagen sehr früh von neuen Prozesstechniken profitieren und stellt im Tic-Toc-Modell praktisch jedes Jahr eine neue CPU-Generation vor. Intels x86-Kerne haben in puncto Leistungsaufnahme zwar noch einigen Rückstand auf die Cortex-Chips, aber die erfahren wiederum nur alle paar Jahre einen Modellwechsel. So hatte der Cortex-R4 sein Debüt bereits im Jahr 2006. (bbe)