ARM Cortex-R: CPU für LTE-Handys mit Echtzeitanwendungen

Der Marktanteil von ARM bei den Smartphones beträgt 90 Prozent. Allerdings kommen nun, bedingt durch größere Basebands bei LTE aktuelle CPUs an ihre Grenzen. Jetzt bietet ARM mit dem Cortex-R5 und -R7 die neue Zweikern-Technologie an. Die ersten LTE Smartphones mit diesen Zweikern-Prozessoren werden im Februar vorgestellt. Chiphersteller wie Qualcomm oder Nvidia lizensieren das ARM Cortex A9-Design und entwickeln dann eigene SoC-Chips. Der Tegra 2-Chipsatz von Nvidia ist bei dieser Chip-Evolution etwas ganz besonderes, weil er durch die Zweikern-Technologie und eine GPU-Einheit bei den Smartphone-Chips die Schwachstellen korrigiert. Die Grafikleistung dieser SoCs ist jetzt nicht so herausragend, aber im täglichen Betrieb sollen durch das Zweikern-Design kürzere Rechenzeiten und geringerer Stromverbrauch möglich sein.

Prozessoren Cortex-R5 und -R7 ermöglichen LTE Datenübertragungs

ARM Cortex R-Familie

Starke Rechenleistung: Die Lösung hat ARM mit der neuen Cortex R-Familie. Die Prozessoren Cortex-R5 und -R7 ermöglichen schnelle LTE Smartphones. Bild: ARM.com

Die Rechenleistung der aktuell verfügbaren ARM-Designs ist für den Datenübertragungs-Standards HSDPA oder HSPA+ kein Problem, aber bereits bei den ersten LTE Ausbaustufen werden diese SoCs an ihre Grenzen stoßen. Die Lösung hat ARM auch parat, es ist die Cortex R-Familie mit den beiden Prozessoren Cortex-R5 und -R7.
Möchte man die Anforderungen an eine Chip-Generation mit noch nicht verfügbaren Chips vergleichen, benötigt man dazu die Recheneinheit DMIPS, eine Angabe von Millionen Instruktionen pro Sekunde. Man kann mit dieser Einheit zwischen den Befehlssätzen RISC und CISC vergleichen.

In den verschiedenen Ausbaustufen benötigt LTE Cat bis LTE Advanced einen Prozessor, der zwischen 500 DMIPS bis 1.200 DMIPS und mehr verarbeiten kann. Ein optimierter Cortex-R5 mit 620 MHz und einem Verbrauch von 80,6 mWatt liefert rund 1.030 MIPD. Die Cortex-R7-Ausbaustufe im Zweikern-Bauweise bei 600 Mhz kommt sogar auf über 3.000 DMIPS. Bei einer Taktrate liefern die Apple A4-Prozessoren von 1 GHz bis zu 2.000 DMIPS.

Die neuen ARM-Prozessoren sind nicht nur für Smartphones, auch in der Autoindustrie können sie eingesetzt werden, wenn sehr viele Daten von verschiedenen Sensoren möglichst schnell verarbeitet werden sollen. ARM weist darauf hin, dass bereits fertige Chips auf Basis der neuen Chipdesigns entwickelt wurden. In der mobile CPU-Zukunft wird es möglich sein, komplexe und umfangreiche Berechnungen bei geringem Stromverbrauch umzusetzen.

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