从ARM这两款新品，你能嗅到什么？

本刊记者　薛士然



从ARM这两款新品，你能嗅到什么？

本刊记者薛士然

当下，ARM的一举一动都牵动着整个芯片行业的神经，将其比喻为引发德克萨斯州那场龙卷风的蝴蝶似乎也不为过。最近，ARM一连推出了两款新产品——Cortex-R8和Cortex-A32，推出这样的产品到底是出于怎样的考虑呢？

谋划未来的CortexR8

在我们刚刚切身感受到4G的速度时，关于5G的布局已经不绝于耳，而底层芯片架构的布局更应该走在行业发展的最前端，所以在5G还仅仅处于定义的时候，ARM就推出了能够用于5G通信的芯片架构，也就是Cortex-R8。

据ARM中国北京FAE经理赵永超介绍，5G通信是多载波聚合和其他通信方式相结合，任务量更多，大约是目前数据吞吐量的50倍。海量的数据要求有更高的处理速度，这就对处理器的实时性能提出了更苛刻的要求。

Cortex-R8在架构设计上基本延续了Cortex-R7的特点，仍然是11级乱序流水线，ARMv7-R指令集，向下兼容。不同的是，Cortex-R8支持最多四个核，比上一代翻了一番，而且各个核可以非对称运行，有单独的电源管理，当其中的某些核不工作时，可以单独关闭以降低功耗，这样同时兼顾了性能的提升和功耗的降低。Cortex-R7每个核最多只有128 KB指令/数据Cache，而Cortex-R8的每个核还可以搭配最多2 MB低延迟的紧耦合缓存(TCM)，包括1 MB指令、1 MB数据，整个处理器最多达到8 MB，所以大大降低了延时。此外，Cortex-R8还能满足4G LTE-A、4.5G LTE-A Pro、5G通信基带和大容量存储器对低延迟、高性能和高能效的要求。

Cortex-R8可以采用28/16/14 nm等不同工艺制造，其中在28 nm HPM工艺下，主频最高可达1.5 GHz，性能最高达15 000 Dhrystone MIPS，是Cortex-R7的两倍，而核心面积最小可以做到仅仅0.33 mm2。

到目前为止，Cortex-R8是R系列中性能最强大的，也是ARM公司为客户提前布局5G时代而做出的战略规划。

布局当前的CortexA32

相较于Cortex-R8，嵌入式开发工程师可能对Cortex-A32更感兴趣，因为它就是ARM公司为嵌入式应用量身定制的。

Cortex-A32是采用ARMv8-A架构的32位处理器，值得注意的是，它是 ARM 新一代ARMv8-A构架中唯一一个 32 位架构的处理器。在64位架构已经非常普遍的时候，ARM反而推出了一款32位的产品，用意何在？赵永超先生这样解释：一方面，物联网、可穿戴设备应用中，32位处理器依然是主流，市场空间非常大，所以32位的产品更为适合；另一方面Cortex-A32与已有的32位嵌入式内核Cortex-A7相比，节省能效高达25%，而且因为其是在采用ARMv8-A架构的64位Cortex-A35基础上进行了优化，所以它拥有更好的性能表现。

Cortex-A32的优点在于芯片面积、功耗控制和能耗比，其停留在32位(ARMv7-A指令集)，指令预取单元针对效率进行了重新设计，一/二级Cache、浮点和DSP操作性能则针对速度进行了改进，并引入了新的电源管理特性，并且支持NEON SIMD指令集、DSP/SIMD 扩展、VFPv4 浮点计算、虚拟硬件等。

根据应用需求，Cortex-A32可以采用28 nm、40 nm等工艺制程，内核数目也可以在1、2、4之间组合，可以组成 big.LITTLE 大小核结构的 SoC。在最小配置情况下，Cortex-A32所占芯片尺寸不足0.25 mm2，而100 MHz 28 nm工艺节点的总耗电量更是小于4 mW。

目前，物联网的安全已经引起了开发者和消费者的极大关注，Cortex-A32采用了ARM TrustZone技术，能够从系统级芯片硬件层提供安全保护基础(TrustZone能够为高端手机等设备提供银行级别的安全防护)。除了具备可快速验证和防护的加密指令技术之外，Cortex-A32还可搭配TrustZone CryptoCell-700系列产品，进一步启用强化的加密硬件加速技术和进阶版的可信根。

已经熟悉Cortex-A5、Cortex-A7的嵌入式开发工程师，可以非常容易地使用Cortex-A32进行物联网、可穿戴设备开发。

这才是两手都要抓的ARM

透过这两款产品，足以明了ARM公司的策略，也可嗅出市场对于处理器的需求。一方面，走在前面的半导体厂商需要引领市场方向，布局未来是他们保持市场话语权的重要方式。因此，虽然5G时代还没有真正到来，但ARM已经推出了相关的产品，下游相关厂商只要紧跟步伐，自然能在应用爆发时从容应对。另一方面，ARM十分关注当前的市场，物联网、可穿戴设备必然是智能手机之外的大热点，为此专门推出了Cortex-A32，帮助客户更快捷、有效地进行当下的布局，由此也可见物联网市场是多么诱人的一块大蛋糕。