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Cortex A72: ARMs neuer Top-Smartphone-Kern verdoppelt die Effizienz

Doppelt so schnell oder halbierte Leistungsaufnahme: ARMs CPU-Kern Cortex A72 für Smartphones soll effizienter arbeiten als sein A57-Vorgänger. Hinzu kommt ein Quadchannel-Speicherinterface.

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Cortex A72
Cortex A72 (Bild: ARM)

ARM hat seine neue und somit zweite 64-Bit-Generation für Smartphones und Tablets vorgestellt. Der neue Cortex A72 soll unter Dauerlast bis zu dreieinhalb Mal so flott rechnen wie der 2010 vorgestellte Cortex A15 oder bei gleicher Geschwindigkeit nur ein Viertel der Energie benötigen.

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Ein überarbeiteter Interconnect verbindet den Cortex A72 mit der Mali-T880-Grafik (Midgard-Architektur) und liefert ein 128 Bit breites Speicherinterface. Systems-on-a-Chip mit diesen Bauteilen werden im 16-nm-FinFET-Verfahren produziert, der Auftragsfertiger TSMC erwartet erste SoCs für Anfang 2016.

  • Ein SoC mit Cortex A72, Cortex A35, Mali-T880 und CCI-500 (Bild: ARM)
  • Cortex A72 im Überblick (Bild: ARM)
  • Der Cortex A72 soll doppelt so schnell sein wie der Cortex A57. (Bild: ARM)
  • Der Cortex A72 soll nur ein Viertel der Energie eines Cortex A15 benötigen. (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des Cortex A72 (Bild: ARM)
  • CCI-500 im Überblick (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)
  • Mali-T880 im Überblick (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm der Mali-T880 (Bild: ARM)
Ein SoC mit Cortex A72, Cortex A35, Mali-T880 und CCI-500 (Bild: ARM)

Ein mit 16-nm-FinFETs hergestellter Cortex A72 soll ARMs eigenen Angaben zufolge unter konstanter Last ("Sustained Performance") mit 2,5 GHz takten - in größeren Geräten höher. Verglichen mit dem aktuellen Cortex A57 (64 Bit, 20-nm-Technik) verdoppelt der Cortex A72 die Geschwindigkeit oder halbiert die Leistungsaufnahme bei ähnlicher Geschwindigkeit.

Den alten und hitzigen Cortex A15 (32 Bit, 28-nm-Verfahren) schlägt der neue 64-Bit-Kern um den Faktor 3,5 oder liefert dessen Leistung bei nur einem Viertel des Energiebedarfs. In der Praxis dürfte der Abstand geringer sein, außer wenn beispielsweise eine halbe Stunde lang ein Spiel läuft.

Eine Vierergruppe von Cortex A72 kann wie mehrere Cortex A57 mit kleineren A53-Kernen kombiniert werden. Ein solches big.LITTLE-Gespann soll noch einmal 40 bis 60 Prozent sparsamer arbeiten als reine A72-Kerne, da die großen Recheneinheiten im Alltagsbetrieb nur selten anspringen.

  • Ein SoC mit Cortex A72, Cortex A35, Mali-T880 und CCI-500 (Bild: ARM)
  • Cortex A72 im Überblick (Bild: ARM)
  • Der Cortex A72 soll doppelt so schnell sein wie der Cortex A57. (Bild: ARM)
  • Der Cortex A72 soll nur ein Viertel der Energie eines Cortex A15 benötigen. (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des Cortex A72 (Bild: ARM)
  • CCI-500 im Überblick (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)
  • Mali-T880 im Überblick (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm der Mali-T880 (Bild: ARM)
Der Cortex A72 soll doppelt so schnell sein wie der Cortex A57. (Bild: ARM)

Verbunden sind die Cortex-Kerne durch das neue CCI-500, den Cache Coherent Interconnect. In dem steckt ein Snoop-Filter, der die Speicherzugriffe der Kerne überwacht und eine Cache-Kohärenz herstellt. Das spart Energie und Bandbreite, weswegen bis zu vier statt zwei Kern-Cluster angeschlossen werden können.

Zudem verdoppelt der CCI-500 das Speicherinterface, nun sind Systems-on-a-Chip mit 128-Bit-Quadchannel möglich. Ein solches bietet bisher beispielsweise Snapdragon 805, Qualcomm hat aber einen eigenen Interconnect entwickelt. Das CCI-500 unterstützt LPDDR3- und LPDDR4-Speicher.

  • Ein SoC mit Cortex A72, Cortex A35, Mali-T880 und CCI-500 (Bild: ARM)
  • Cortex A72 im Überblick (Bild: ARM)
  • Der Cortex A72 soll doppelt so schnell sein wie der Cortex A57. (Bild: ARM)
  • Der Cortex A72 soll nur ein Viertel der Energie eines Cortex A15 benötigen. (Bild: ARM)
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  • Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)
  • Mali-T880 im Überblick (Bild: ARM)
  • Blockdiagramm der Mali-T880 (Bild: ARM)
Blockdiagramm des CCI-500 (Bild: ARM)

Die dritte Neuvorstellung ist die Mali-T880-Grafikeinheit, die anders als die Mali-T860 auf bis zu 16 statt 8 Shader-Cluster setzt und das YUV-Videoformat mit 10 Bit Farbtiefe pro Kanal beherrscht. Die höher taktende T880 wird mit dem V550-Prozessor kombiniert, der H.265-Videos mit 120 fps bei 3.840 x 2.160 Pixeln decodiert und encodiert. Die Ausgabe erfolgt über den 4K-fähigen DP550-Controller.

Über zehn Partner haben den A72-Kern laut ARM bereits lizenziert - darunter Hisilicon, MediaTek und Rockchip.

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