Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 50

В середине 1990-х годов фирма ARM совместно с Digital Equipment Corporation разработала высокоскоростную версию ARM с пониженным энергопотреблением для устройств с ограниченным энергоресурсом — таких, как PDA. Они разработали архитектуру StrongARM, которая с первого появления вызвала в отрасли ажиотаж из-за своей высокой скорости (233 МГц) и сверхнизкой мощности (1 ватт). Эффективность обеспечивалась простой, четкой структурой, включавшей два 16-килобайтных кэша для команд и данных. StrongARM и его преемники в DEC пользовались умеренным коммерческим успехом. Они устанавливались во многих PDA, телевизионных абонентских приставках, мультимедийных устройствах и маршрутах.

Вероятно, самой известной из архитектур ARM стал процессор ARM7, который был выпущен ARM в 1994 году и продолжает широко использоваться в наши дни. Он содержит раздельные кэши команд и данных, а также реализует 16-разрядный набор команд Thumb — сокращенную версию полного 32-разряд-ного набора команд ARM, которая позволяет программировать многие стандартные операции в меньших 16-разрядных командах, существенно сокращая объем необходимой памяти. Процессор хорошо подходил для широкого диапазона низко- и среднепроизводительных встроенных систем, среди которых были тостеры, системы управления двигателем и даже портативное игровое устройство Nintendo Gameboy Advance.

В отличие от многих компьютерных компаний, ARM не производит микропроцессоры. Вместо этого фирма создает архитектуры, средства разработчика и библиотеки и продает лицензии на них разработчикам систем и производителям микросхем. Например, в планшетном компьютере Samsung Galaxy Tab на базе Android использовался процессор ARM. Galaxy Tab содержит однокристальный процессор Tegra 2, включающий два процессора ARM Cortex-A9 и графический процессор Nvidia GeForce. Ядра Tegra 2 были спроектированы ARM, интегрированы в однокристальную архитектуру Nvidia и выпущены TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company). Перед нами впечатляющий пример сотрудничества компаний из разных стран, в котором каждая компания внесла свой вклад в конечный результат.

На рис. 1.10 представлена фотография подложки однокристальной системы Nvidia Tegra 2. Она состоит из трех процессоров ARM: двух ядер ARM Cortex 1,2 ГГц и ядра ARM7. Cortex-A9 — двухпоточное ядро с неупорядоченным исполнением команд, оснащенное 1-мегабайтным кэшем L2 и поддержкой многопроцессорной обработки с разделением памяти. (Здесь много малопонятного технического жаргона, но мы доберемся до этих терминов в следующих главах. А пока достаточно знать, что эти особенности делают процессор очень быстрым!) ARM7 — меньшее и более старое ARM-ядро, используемое для конфигурации системы и управления питанием. Графическое ядро представляет собой 333-ме-гагерцовый графический процессор (GPU) GeForce, оптимизированный для работы на низкой мощности. Также в Tegra 2 включен кодировщик/декодировщик видео, аудиопроцессор и интерфейс видеовывода HDMI.