ARM Cortex-A15 MPCore

Le Cortex-A15 MPCore est un microprocesseur multicœur conçu par la société ARM utilisé dans différents SoC basés sur l'architecture ARM. Il possède un jeu d'instructions ARMv7-A avec une pipeline superscalaire permettant l'exécution out-of-order. Il peut fonctionner jusqu'à une fréquence de 2,5 GHz. D'après ARM, un cœur de Cortex A15 est 40 % plus rapide qu'un équivalent en Cortex A9, son prédécesseur^[1].

Carte de développement Arndale Board 5250 A incluant un double cœur CPU Cortex A15 MPCore

Architecture multicœurs hétérogène

Un ou plusieurs cœurs Cortex-A15 MPCore peuvent être couplés à un ou plusieurs cœurs Cortex-A7 MPCore, on appelle cela Big.LITTLE via la technologie d'interconnexion CCI-400, permettant d'allier la puissance du A15 avec la très basse consommation du A7 ^[2]. Freescale et HiSilicon utilisent une technologie de ce type^[3],[4], le noyau Linux étant modifié pour la supporter^[5],[6].

Les premiers SoC construits basés sur ce processeur ont été livrés aux développeurs matériels fin 2011 et ont été rendus accessibles au grand public en fin d'année 2012. Parmi les constructeurs de SoC ayant signé une licence pour le Cortex A15 avec ARM, on peut noter ; Broadcom, Freescale^[3], Fujitsu^[7], HiSilicon^[4], LG Electronics^[8], Nvidia, Renesas, Samsung, ST-Ericsson et Texas Instruments.

Premiers produits disponibles

Les deux premiers produits mis sur le marché pour le public et comportant un Cortex A15 MPCore sont le Google Samsung Chromebook XE303 (les autres étant équipés de processeurs Intel x86)^[9] et la carte mère orienté développement Arndale. Sortis fin 2012, ils sont tous deux équipés du Samsung Exynos 5250^[10].

Ceux-ci sont capables d'exécuter 14 000 DMIPS (14 milliards d'instructions par seconde), soit le double des Cortex A9 à 1,5 GHz (7500 DMIPS).

Fonctionnalités

Les principales fonctionnalités du cœur Cortex-A15 sont :

• Extension d'adressage physique large de 40-bit (LPAE) permettant de gérer jusqu'à 1 To de RAM^[11],[12].
• Pipeline à 15 étages pour les entiers / et 17-25 étages pour les nombres à virgule flottante, avec exécution dans le désordre spéculative et un pipeline d’exécution superscalaire 3-voies^[13].
• 4 cœurs par grappe et jusqu'à 2 grappes par puce avec la technologie CoreLink 400 (une interconnexion cohérente AMBA-4). ARM fournit les spécifications, mais les fonderies conçoivent par elles-mêmes les puces ARM.
• Extensions DSP et SIMD NEON intégrées à chaque cœur.
• Unité de calcul en virgule flottante VFPv4 intégrée à chaque cœur.
• Support de la virtualisation matérielle.
• Jeu d'instructions Thumb-2 qui réduit la taille des programmes avec un impact réduit sur les performances.
• Extensions de sécurité TrustZone.
• Jazelle RCT (nom commercial de ThumbEE) pour la compilation à la volée.
• Macrocell pour le traçage des programmes et CoreSight Design Kit pour le traçage non obstructif de l’exécution des instructions.
• Cache de niveau 1 de 32 ko pour les données + 32 ko pour les instructions pour chaque cœur.
• Contrôleur de cache de niveau 2 à faible latence intégré, avec jusqu'à 4 Mo par grappe.

Liste de SoC possédant des Cortex-A15

Modèle	Technologie de semi-conducteur	CPU	GPU	Interface mémoire	Technologies sans fil	Disponibilité	Périphériques l'utilisant
Samsung Exynos 5250	32 nm HKMG	Double cœur à 1,7 GHz	ARM Mali-T604 (quadruple cœur)	LPDDR3/DDR3 32-bit double canal à 800 MHz ou LPDDR2 à 533 MHz		Q3 2012	Arndale Board, Samsung Chrombook XE303, ARMBRIX[14], Google Nexus 10
Texas Instruments OMAP5430	28 nm	Double cœur à 2,0 GHz	PowerVR SGX544MP2 à 532 MHz + accélérateur graphique 2D dédié	LPDDR2 32-bit double canal à 532 MHz		Q2 2013
Texas Instruments OMAP5432	28 nm	Double cœur à 2,0 GHz	PowerVR SGX544MP2 à 532 MHz + accélérateur graphique 2D dédié	DDR3 32-bit double canal à 532 MHz		Q2 2013
Nvidia Tegra 4 T40	28 nm HPL	Quadruple cœur à 1,8 GHz + cœur basse consommation	Nvidia GPU 24 cores (support DirectX 11+, OpenGL 4.X, et PhysX)			Q1 2013
Nvidia Tegra 4 T43	28 nm HPL	Quadruple cœur à 2,0 GHz + cœur basse consommation	Nvidia GPU 24 cores (support DirectX 11+, OpenGL 4.X, et PhysX)			Q3 2013
Nvidia Tegra 4 AP40	28 nm HPL	Quadruple cœur à 1.2-1,8 GHz + cœur basse consommation	Nvidia GPU 24 cores (support DirectX 11+, OpenGL 4.X, and PhysX)			Q3 2013
HiSilicon K3V3	28 nm	Architecture big.LITTLE Double cœur à 1,8 GHz +double cœur Cortex A7	ARM Mali-T658			H2 2013
ST-Ericsson Nova A9600	28 nm	Double cœur à 2,5 GHz	PowerVR Series6 (Rogue)			2013

Liens externes

• (en + ja + zh-CN) Cortex-A15 Processor sur le site d'ARM.
• (en) Cortex™-A15 MPCore™ Technical Reference Manual (HTML version), (PDF version) on infocenter.arm.com