Christopher Titel, Vorname, Pockrandt Name Fachbereich Abteilung, Fachbereich für Mathematik oder und Institut Informatik Processors for mobile devices DailyTech Vergleich von aktuellen Prozessoren Unterschiede zu Desktop-CPUs Aktuelle Entwicklungen
Gliederung 1. Motivation 2. Anforderungen 3. Geeigneter Vergleich von Prozessoren 4. ARM Cortex-A8 5. Intel Atom Z510 6. Ausblick Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 2
Motivation Applikationen werden immer anspruchsvoller MP3-Player Internetseiten mit Flashinhalten 3D-Spiele Am Besten alles gleichzeitig Entwicklung von Prozessoren, die diese Anforderungen erfüllen Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 3
Anforderungen - Leistung - Energieeffizienz - Größe des Die - Wärmeabgabe - Flexibilität - 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 Zeit (in Jahren) Prozessor (MIPS) Batterie (Kapazität) Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 4
Geeigneter Vergleich von Prozessoren Benchmarks - Dhrystone (Zeichenketten) - Whetstone (Gleitkommazahl- / Ganzzahl-Operationen) + leicht vergleichbar - Oftmals praxisferne Benchmarks Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 5
Geeigneter Vergleich von Prozessoren Benchmarks Technische Spezifikationen - Dhrystone (Zeichenketten) - Whetstone (Gleitkommazahl- / Ganzzahl-Operationen) - Taktfrequenz - Cache-Größen - Leistungsaufnahme + leicht vergleichbar - Oftmals praxisferne Benchmarks oft nicht ausreichend, da - Berechnung der Leistungsaufnahme nicht standardisiert - Powermanagement-Technologien nicht gesondert betrachtet werden Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 65
Architektur-Vergleich - Sorgt für ein besseres Verständnis der Funktionsweise des Prozessors - Als Ergänzung zu technischen Daten - Aufwändiger als Benchmark-Vergleiche auf wesentliche Punkte beschränken - Befehlssätze - Pipeline - Sprungvorhersagetechniken Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 76
ARM & Intel ARM Cortex-A8 Intel Atom Z510 Erscheinungsdatum Ende 2005 2008 Taktrate 600 MHz - 1 GHz 1.1 GHz Leistungsaufnahme 300 mw 2 W Größe des Die < 4 mm² 26 mm² Anwendung iphone 4 & ipad Archos 9 Tablet Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 810
ARM Cortex-A8 Befehlssatz - RISC-Prozessor: kleinerer Befehlssatz Geringer Dekodieraufwand Effizientes Pipelining Stromsparender kleinerer Die Zusätzliche Befehlssätze: Thumb & Thumb-2 ARM-Befehlssatz wird von x86 - Software nicht unterstützt Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 97
ARM Cortex-A8 Pipeline - In-Order-Execution - Dual-Issue-Pipeline mit 13 Stufen - Sprungvorhersage Genauigkeit: 95 % Misprediction Penalty: 13 Zyklen Wikipedia Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 108
Intel Atom Z510 - CISC-Prozessor Zerlegung der Befehle in μ-ops erhöhter Dekodieraufwand - Pipeline Dual-Issue-Pipeline mit 16 Stufen In-Order-Execution Misprediction Penalty: 13 Zyklen Zusätzliche Funktionseinheiten, z.b. Divisioneinheit Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 119
Ausblick Aktueller Marktanteil: ARM: 95 % im Smartphone-Markt Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 1211
Ausblick Aktueller Marktanteil: ARM: 95 % im Smartphone-Markt ARM Cortex-A15: - Für Handhelds: 1-2 Kerne mit 1,0-1,5 GHz - Windows 8 soll den ARM-Befehlssatz unterstützen - Erste Geräte ab 2012 Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 1311
Literaturempfehlung F. Agner: The microarchitecture of Intel, AMD and VIA CPUs http://agner.org/optimize/microarchitecture.pdf Copenhagen Univ., College of Engineering pp. 10-33, 128-133 Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 1412
Danke für die Aufmerksamkeit! Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 1513
Fragen! Christopher Pockrandt, Processors for mobile devices, 29.06.2011 1614