XScale
XScale — это микроархитектура для центральных процессоров, изначально разработанная Intel и реализующая архитектуры ARM (версия 5) набор команд . XScale включает несколько отдельных семейств: IXP, IXC, IOP, PXA и CE (подробнее см. ниже), а некоторые более поздние модели разработаны как система на кристалле (SoC). Intel продала семейство PXA компании Marvell Technology Group в июне 2006 года. [1] Затем Marvell расширил бренд, включив в него процессоры с другими микроархитектурами , например Arm , Cortex .
Архитектура XScale основана на ARMv5TE ISA без инструкций с плавающей запятой . XScale использует семиэтапную целочисленную и восьмиступенчатую суперконвейерную микроархитектуру памяти . Он является преемником Intel StrongARM линейки микропроцессоров и микроконтроллеров , которую Intel приобрела у подразделения DEC Digital Semiconductor в рамках урегулирования судебного процесса между двумя компаниями. Intel использовала StrongARM для замены устаревшей линейки RISC- процессоров i860 и i960 .
Все поколения XScale представляют собой 32-битные процессоры ARMv5TE, изготовленные по техпроцессу 0,18 мкм или 0,13 мкм (как в деталях IXP43x) и имеющие объемом 32 КБ данных кэш и кэш инструкций объемом 32 КБ. XScale первого и второго поколения Многоядерные процессоры также имеют мини-кэш данных объемом 2 КБ (заявлено, что он «предотвращает перегрузку D-кэша для часто меняющихся потоков данных»). [2] ). Продукты на базе XScale третьего поколения имеют унифицированную кэш-память второго уровня объемом до 512 КБ. [3]
Семейства процессоров [ править ]
Ядро XScale используется в ряде семейств микроконтроллеров производства Intel и Marvell:
- Прикладные процессоры (с префиксом PXA). Существует четыре поколения процессоров приложений XScale, описанных ниже: PXA210/PXA25x, PXA26x, PXA27x и PXA3xx.
- Процессоры ввода-вывода (с префиксом IOP).
- Сетевые процессоры (с префиксом IXP).
- Процессоры плоскости управления (с префиксом IXC).
- Процессоры бытовой электроники (с приставкой CE).
Существуют также автономные процессоры: 80200 и 80219 (предназначенные в первую очередь для приложений PCI ).
ПХА [ править ]
Продукты PXA System on a Chip (SoC) были разработаны в Остине, штат Техас. Кодовыми названиями для этой линейки продуктов являются небольшие городки в Техасе, в основном рядом с местами охоты на оленей, часто посещаемыми командой маркетинга ядра Intel XScale и SoC для мобильных телефонов.
| Дата выпуска | Кодовое имя | Тип ARM | Потрясающе | Размер | Количество контактов | Тактовые частоты | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PXA21x и PXA26x | |||||||
| РХА210 | февраль 2002 г. | - | Ядро ARMv5 XScale1 [4] | 13х13мм [5] | 255-контактный T-PBGA | 133 МГц и 200 МГц | |
| РХА250 | С Котуллой | 17х17мм [5] | 256-контактный PBGA | 200 МГц , 300 МГц и 400 МГц [6] | |||
| РХА255 | март 2003 г. | ||||||
| PXA26x | |||||||
| РХА260 | март 2003 г. | Далхарт | Ядро ARMv5 XScale1 [7] | 200 МГц , 300 МГц и 400 МГц | |||
| PXA261 | |||||||
| PXA263 | |||||||
| PXA27x | |||||||
| РХА270 | апрель 2004 г. | Бульвар | Ядро ARMv5 XScale2 | 312 МГц, 416 МГц, 520 МГц и 624 МГц | |||
| PXA271 | 13, 104, 208 МГц или 416 МГц | ||||||
| PXA272 | 312 МГц, 416 МГц или 520 МГц | ||||||
| PXA3xx | |||||||
| РХА300 | август 2005 г. | Монаханс | Ядро ARMv5 XScale3 | 208 МГц, 624 МГц | |||
| РХА310 | 624 МГц | ||||||
| РХА320 | 806 МГц | ||||||
| PXA90x | |||||||
| PXA90x | 130 нм | ||||||
| PXA93x | |||||||
| РХА930 | Тавор | Ядро ARMv5 XScale3 | 65 нм | 624 МГц, 1000 МГц | |||
| РХА935 | 45 нм | ||||||
| PXA95x | |||||||
| РХА955 | ARMv7 | ||||||
PXA210/PXA25x [ править ]
PXA210 представлял собой XScale начального уровня от Intel, предназначенный для приложений для мобильных телефонов . Он был выпущен вместе с PXA250 в феврале 2002 года и имеет тактовую частоту 133 МГц и 200 МГц.
Семейство PXA25x (под кодовым названием Cotulla ) состоит из PXA250 и PXA255. PXA250 был первым поколением процессоров Intel XScale. На выбор было три тактовых частоты : 200 МГц , 300 МГц и 400 МГц. Он вышел в феврале 2002 года. В марте 2003 года версия C0 PXA250 была переименована в PXA255. Основными отличиями были удвоенная частота внутренней шины (от 100 до 200 МГц) для более быстрой передачи данных, более низкое напряжение ядра (всего 1,3 В при 400 МГц) для более низкого энергопотребления и функция обратной записи для кэша данных, отсутствие которой серьезно ухудшение производительности PXA250.
Основные характеристики Intel XScale:
- ARMv5TE
- Большой палец руки
- ARM ЦСП
- Кэш данных и инструкций L1 объемом 32 КБ
PXA26x[editPXA26x
Семейство PXA26x (под кодовым названием Dalhart ) состоит из PXA260 и PXA261-PXA263. PXA260 — это автономный процессор, работающий на той же частоте, что и PXA25x, но оснащенный корпусом TPBGA, который примерно на 53% меньше, чем корпус PBGA PXA25x. PXA261-PXA263 аналогичны PXA260, но имеют память Intel StrataFlash, расположенную поверх процессора в том же корпусе; 16 МБ 16-битной памяти в PXA261, 32 МБ 16-битной памяти в PXA262 и 32 МБ 32-битной памяти в PXA263. Семейство PXA26x было выпущено в марте 2003 года.
PXA27x [ править ]
Семейство PXA27x (под кодовым названием Bulverde ) состоит из процессоров PXA270 и PXA271-PXA272. Эта версия представляет собой огромное обновление семейства процессоров XScale. PXA270 работает на четырех различных частотах: 312 МГц, 416 МГц, 520 МГц и 624 МГц и представляет собой автономный процессор без встроенной памяти. PXA271 может работать на тактовой частоте 13, 104, 208 МГц или 416 МГц и имеет 32 МБ 16-битной встроенной памяти StrataFlash и 32 МБ 16-битной SDRAM в одном корпусе. PXA272 может работать на частоте 312 МГц, 416 МГц или 520 МГц и имеет 64 МБ 32-битной встроенной памяти StrataFlash.
Intel также добавила в семейство PXA27x множество новых технологий, таких как:
- SpeedStep : операционная система может снижать частоту процессора в зависимости от нагрузки для экономии энергии.
- Wireless MMX (под кодовым названием Concan ; «iwMMXt»): 43 новые инструкции SIMD , содержащие полный набор инструкций MMX и целочисленные инструкции из набора инструкций Intel SSE, а также некоторые инструкции, уникальные для XScale. Беспроводной MMX предоставляет 16 дополнительных 64-битных регистров , которые можно рассматривать как массив из двух 32-битных слов , четырех 16-битных полуслов или восьми 8-битных байтов . Затем ядро XScale может выполнять до восьми добавлений или четырех MAC-адресов параллельно за один цикл. Эта возможность используется для повышения скорости декодирования и кодирования мультимедиа, а также в играх.
- Дополнительные периферийные устройства , такие как интерфейс USB-Host и интерфейс камеры.
- Внутренняя SRAM объемом 256 КБ для снижения энергопотребления и задержки.
Семейство PXA27x было выпущено в апреле 2004 года. Вместе с семейством PXA27x Intel выпустила 2700G встроенный графический сопроцессор (под кодовым названием Marathon).
PXA3xx [ править ]
В августе 2005 года Intel объявила о преемнике Bulverde под кодовым названием Monahans .
Они продемонстрировали его, продемонстрировав его способность воспроизводить закодированное видео высокой четкости на экране КПК .
Новый процессор был показан с тактовой частотой 1,25 ГГц, но Intel заявила, что он обеспечил прирост производительности только на 25% (800 MIPS для процессора PXA270 с частотой 624 МГц против 1000 MIPS для Monahans с частотой 1,25 ГГц ). Анонсированный преемник графического процессора 2700G под кодовым названием Stanwood с тех пор был отменен. SD-функции Stanwood интегрированы в Monahans . Для получения дополнительных графических возможностей Intel рекомендует чипы сторонних производителей, такие как семейство чипов Nvidia GoForce .
В ноябре 2006 года Marvell Semiconductor официально представила семейство Monahans как Marvell PXA320, PXA300 и PXA310. [8] PXA320 в настоящее время поставляется в больших объемах и масштабируется до 806 МГц. PXA300 и PXA310 обеспечивают производительность, «масштабируемую до 624 МГц», и программно совместимы с PXA320.
PXA800F [ править ]
Intel PXA800F под кодовым названием Manitoba представлял собой SoC, представленный Intel в 2003 году для использования в мобильных телефонах с поддержкой GSM и GPRS . Чип был построен на базе процессорного ядра XScale, аналогичного тому, которое использовалось в КПК, с тактовой частотой 312 МГц и изготовленного по 0,13 мкм техпроцессу, с 4 МБ встроенной флэш-памяти и процессором цифровых сигналов . [9]
Прототип платы с чипом был продемонстрирован на форуме разработчиков Intel. [10] Intel отметила, что ведет переговоры с ведущими производителями мобильных телефонов, такими как Nokia , Motorola , Samsung , Siemens и Sony Ericsson , о включении Manitoba в свои телефоны. [11]
O2 XM, выпущенный в 2005 году, был единственным мобильным телефоном, в котором задокументировано использование чипа Manitoba. [12] Представитель Intel заявил, что версия чипа, используемая в телефоне, была переработана, чтобы стать менее дорогой, чем первоначальная. [13]
PXA90x [ править ]
PXA90x под кодовым названием Hermon был преемником Manitoba с поддержкой 3G . PXA90x создан по 130-нм техпроцессу. [14] Компания Marvell продолжала продавать SoC после приобретения бизнеса Intel XScale. [15] [16]
PXA16x [ править ]
PXA16x — это процессор, разработанный Marvell, сочетающий в себе ранее разработанные Intel компоненты PXA SoC с новым процессорным ядром ARMv5TE под названием Mohawk или PJ1 из семейства Marvell Sheeva вместо использования конструкции wdc Xscale или ARM. Ядро ЦП создано на основе ядра Feroceon, от Marvell используемого во встраиваемой линейке продуктов Kirkwood , но расширено для совместимости на уровне команд с XScale IWMMX.
PXA16x обеспечивает высокую производительность по цене массового рынка для чувствительных к затратам потребителей и рынков встраиваемых систем, таких как цифровые фоторамки, устройства для чтения электронных книг, многофункциональные дисплеи с пользовательским интерфейсом принтера, интерактивные телефоны VoIP, IP-камеры наблюдения и гаджеты для управления домом. [17]
PXA930/935 [ править ]
Серии процессоров PXA930 и PXA935 снова были построены с использованием микроархитектуры Sheeva, разработанной Marvell, но обновленной до совместимости с набором инструкций ARMv7. [18] Это ядро представляет собой так называемую трехъядерную архитектуру. [19] под кодовым названием Тавор; Трехъядерный означает, что он поддерживает наборы инструкций ARMv5TE, ARMv6 и ARMv7. [19] [20] Эта новая архитектура была значительным шагом вперед по сравнению со старой архитектурой Xscale. PXA930 использует технологию 65 нм. [21] а PXA935 построен по 45-нм техпроцессу. [20]
PXA930 используется в BlackBerry Bold 9700 .
PXA940 [ править ]
О PXA940 мало что известно, хотя известно, что он совместим с ARM Cortex-A8 . [22] Он используется в BlackBerry Torch 9800. [23] [24] и построен по технологии 45 нм.
PXA986/PXA988 [ править ]
После XScale и Sheeva, PXA98x использует третье ядро ЦП, на этот раз лицензированное непосредственно у ARM, в виде двухъядерных Cortex A9. процессоров приложений [25] используется такими устройствами, как Samsung Galaxy Tab 3 7.0 . [26]
PXA1088 [ править ]
Это четырехъядерный процессор приложений Cortex A7 с графическим процессором Vivante . [27]
IXC [ править ]
IXC1100 [ править ]
Процессор IXC1100 имеет тактовую частоту 266, 400 и 533 МГц, шину 133 МГц, 32 КБ кэша инструкций, 32 КБ кэша данных и 2 КБ кэша мини-данных. Он также рассчитан на низкое энергопотребление: 2,4 Вт на частоте 533 МГц. Чип поставляется в корпусе PBGA диаметром 35 мм.
ВГД [ править ]
Линейка процессоров IOP предназначена для того, чтобы компьютеры и устройства хранения данных могли передавать данные и повышать производительность за счет разгрузки функций ввода-вывода с основного процессора устройства. Процессоры IOP3XX основаны на архитектуре XScale и предназначены для замены старых чипов семейства 80219 sd и i960. В настоящее время доступно десять различных процессоров IOP: IOP303, IOP310, IOP315, IOP321, IOP331, IOP332, IOP333, IOP341, IOP342 и IOP348. Тактовая частота варьируется от 100 МГц до 1,2 ГГц. Процессоры также различаются по типу шины PCI, скорости шины PCI, типу памяти, максимально допустимому объему памяти и количеству ядер процессора.
Сетевой процессор IXP [ править ]
Ядро XScale используется во втором поколении линейки сетевых процессоров Intel IXP, тогда как в первом поколении использовались ядра StrongARM. Семейство сетевых процессоров IXP варьируется от решений IXP4XX, предназначенных для сетевых приложений малого и среднего офиса, до высокопроизводительных сетевых процессоров, таких как IXP2850, способных поддерживать до OC-192 линейную скорость . В устройствах IXP4XX ядро XScale используется как процессор плоскости управления и данных, обеспечивая как управление системой, так и обработку данных. Задача XScale в устройствах IXP2XXX обычно заключается в обеспечении только функциональности плоскости управления, при этом обработка данных выполняется микромеханиками . Примеры таких задач плоскости управления включают обновление таблицы маршрутизации, управление микромеханизмом и управление памятью.
CE [ править ]
В апреле 2007 года Intel анонсировала процессор бытовой электроники , на базе XScale. Intel CE 2110 (под кодовым названием Olo River), предназначенный для рынков [28]
Приложения [ править ]
Микропроцессоры XScale можно найти в таких продуктах, как популярный карманный компьютер RIM BlackBerry , Dell Axim семейство карманных ПК , большинство линеек карманных компьютеров Zire , Treo и Tungsten от Palm , более поздние версии Sharp Zaurus , Motorola A780 , Acer n50. , серия Compaq iPaq 3900 и многие другие КПК . Он используется в качестве основного процессора в настольном компьютере Iyonix PC под управлением ОС RISC и NSLU2 (Slug), работающего под управлением Linux . XScale также используется в таких устройствах, как PVP (портативные видеоплееры), PMC (портативные медиацентры), включая Creative Zen портативный медиаплеер Amazon Kindle и устройство для чтения электронных книг , а также в промышленных встроенных системах.На другом конце рынка процессоры ввода-вывода XScale IOP33x Storage используются в некоторых Intel Xeon серверных платформах на базе .
Продажа линейки процессоров PXA [ править ]
27 июня 2006 г. было объявлено о продаже активов мобильных процессоров Intel XScale PXA. Intel согласилась продать бизнес XScale PXA компании Marvell Technology Group примерно за 600 миллионов долларов наличными и принять на себя неуказанные обязательства. Этот шаг был призван позволить Intel сосредоточить свои ресурсы на своем основном бизнесе по производству x86 и серверов. Marvell владеет полной лицензией на архитектуру ARM, что позволяет ей разрабатывать микросхемы для реализации набора инструкций ARM, а не только лицензировать ядро процессора. [29]
Приобретение было завершено 9 ноября 2006 года. Ожидалось, что Intel продолжит производство процессоров XScale до тех пор, пока Marvell не приобретет другие производственные мощности, а также продолжит производство и продажу процессоров IXP и IOP, поскольку они не были частью сделки. [30]
Разработка XScale в Intel была инициирована покупкой подразделения StrongARM у Digital Equipment Corporation в 1998 году. [31] Intel по-прежнему имеет лицензию ARM даже после продажи XScale; [31] эта лицензия находится на архитектурном уровне. [32]
См. также [ править ]
- RedBoot — загрузчик с открытым исходным кодом, стандартная загрузочная прошивка, поставляемая с платами XScale.
- OMAP - когда-то конкурирующая линейка процессоров от Texas Instruments.
- Список систем на кристалле Qualcomm Snapdragon – Qualcomm
- Эксинос – Самсунг
- Сравнение ядер ARMv7-A — ARM
Ссылки [ править ]
- ^ «Marvell покупает портативный процессор Intel за 600 миллионов долларов» . ЭТаймс .
- ^ «Микроархитектура Intel XScale» (PDF) .
- ^ «Руководство разработчика микроархитектуры Intel XScale (R) 3-го поколения» (PDF) . Май 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2008 г.
- ^ «Системы на кристалле ARM Marvell — документация по ядру Linux» . www.kernel.org . Проверено 27 января 2021 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Техническое описание процессоров PXA210 в формате pdf — Прикладные процессоры. Эквиваленты, каталог» . datasheetspdf.com . Проверено 27 января 2021 г.
- ^ 01net (14 февраля 2002 г.). «Intel XScale, более мощный процессор для КПК» . 01net (на французском языке) . Проверено 27 января 2021 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ «Документация/arm/Marvell/README · 15a48d6f42683f0d53b131b824c18a7bf84978b1 · ARM/NXP/i.MX6/BSP8/release/linux-4-14-secoboards-imx6-rel» . ГитЛаб . Проверено 27 января 2021 г.
- ^ «Marvell представляет процессоры приложений следующего поколения» (пресс-релиз). Марвелл . 29 ноября 2006 г. Архивировано из оригинала 16 декабря 2009 г.
- ^ «Intel объявляет о выпуске «беспроводного Интернета на кристалле» для сотовых телефонов» . Отдел новостей Intel . 13 февраля 2003 г. Архивировано из оригинала 24 января 2022 г. Проверено 24 января 2022 г.
- ^ Кулиш, Ким (18 февраля 2003 г.). «Intel демонстрирует универсальный чип Manitoba PXA800F для смартфона…» Getty Images . Корбис . Проверено 24 января 2022 г.
- ^ Янг, Дуг (13 февраля 2003 г.). «Intel выпускает чип для сотового телефона, дает одобрение» . Рейтер .
- ^ Смит, Тони (19 июля 2005 г.). «Музыкальный телефон O2 XM: дебют технологии Intel Mobile Media» . Регистр . Архивировано из оригинала 24 января 2022 г. Проверено 24 января 2022 г.
- ^ Кразит, Том (6 июня 2005 г.). «O2 наконец-то предоставила Intel Манитобе дом» . Мир ПК в Австралии . Служба новостей IDG. Архивировано из оригинала 24 января 2022 г. Проверено 24 января 2022 г.
- ^ Прикладной процессор Intel XScale PXA900 (Hermon) с техническими данными модема | список процессоров . PDAdb.net (25 февраля 2012 г.). Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ Гольдштейн, Гарри (1 января 2005 г.). «Интел пытается, пытается снова» . IEEE-спектр . Проверено 24 января 2022 г.
- ^ «Marvell представляет прикладные процессоры нового поколения для смартфонов, карманных компьютеров и бытовой электроники» . Марвелл . 29 ноября 2006 г. Проверено 24 января 2022 г.
- ^ «Страница продукта процессоров Marvell ARMADA 100» . Архивировано из оригинала 16 апреля 2010 года.
- ^ (на голландском языке) Google Translate . Translate.google.nl. Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Marvell расширяет возможности массового рынка OPhone TD-SCDMA с набором микросхем PXA920» (пресс-релиз). Марвелл. 8 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 3 июня 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Техническое описание прикладного процессора Marvell PXA935 (Tavor-P65) с модемом | список процессоров . PDAdb.net (25 февраля 2012 г.). Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ Прикладной процессор Marvell PXA930 (Tavor-MG1) с техническими данными модема | список процессоров . PDAdb.net (25 февраля 2012 г.). Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ «Марвелл: История ЦП» . extranet.marvell.com . Архивировано из оригинала 3 августа 2010 года . Проверено 17 января 2022 г.
- ^ Blackberry Torch 9800 — Разбор: TechInsights . Ubmtechinsights.com (25 октября 2012 г.). Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ «BlackBerry Torch — Передняя часть» . Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года . Проверено 12 ноября 2010 г.
- ^ Фингас, Джон. (2012-08-14) Чипы Marvell PXA988, PXA986 поддерживают 3G для Китая и всего мира без изобретения велосипеда (или телефона) . Engadget.com. Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ Samsung Galaxy Tab 3 работает на процессоре Marvell PXA986 . Убергизмо. Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ Горман, Майкл. (2013-02-19) Marvell анонсирует четырехъядерный процессор PXA1088 для мобильных телефонов и планшетов . Engadget.com. Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ «Системно-чиповый медиапроцессор Intel обеспечивает новое поколение устройств бытовой электроники» .
- ^ «О микроархитектуре Intel XScale» . Архивировано из оригинала 2 августа 2009 года.
- ^ «Intel отказывается от процессоров для мобильных телефонов» . Архивировано из оригинала 8 сентября 2012 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Intel продает бизнес XScale компании Marvell за 600 миллионов долларов» .
- ^ AMD переходит в бизнес ARM-серверов . Форбс. Проверено 2 августа 2013 г.