ARM onthult extreem zuinige Cortex-A7-chip voor smartphones

ARM heeft de Cortex A7-cpu geïntroduceerd. De processor zou extreem zuinig zijn, maar moet betere prestaties leveren dan de huidige A8-cpu. ARM introduceerde ook het Big.Little-concept, waarbij de A7 met de high-end A15-cpu wordt gecombineerd.

Het is de bedoeling dat de Cortex A7-cpu op TSMC's 28nm-proces wordt geproduceerd. Mede daardoor beslaat de singlecore-cpu een oppervlak van minder dan 0,5mm², en dat is vijfmaal zo klein als de Cortex A8-cpu. De prestaties per watt zouden ook vijfmaal zo hoog liggen. Dat komt mede door de nieuwe architectuur en featureset, zoals die ook in ARM's A15-cpu zijn te vinden. ARM heeft de hoop dat de A7-cpu in 2013 in smartphones verschijnt, die minder dan 100 dollar kosten. De A7-cpu kan ook in twee- of viervoud uitgevoerd worden.

Samen met de A7-cpu kondigde ARM het Big.Little-concept aan. De A7 werd zo ontworpen dat deze gecombineerd kan worden met ARM's highend cpu, de A15. Vervolgens kan er automatisch geschakeld worden tussen beide cpu's, afhankelijk van de benodigde prestaties. Op het moment dat er dus weinig van de smartphone gevraagd wordt, neemt de A7 de verschillende rekentaken voor zijn rekening, en wordt de A15-cpu nagenoeg volledig uitgeschakeld. Het schakelen tussen beide cpu's zou 20ms duren.

Het Big.Little-concept is hiermee vergelijkbaar met Nvidia's idee voor de Tegra 3, waarbij het die quadcore-chip voorziet van een energiezuinige vijfde kern, die ingeschakeld wordt op het moment dat er geen hoge prestaties nodig zijn. De eerste Cortex A15-cpu's verschijnen al in 2012, en zullen dus waarschijnlijk geen gebruik kunenn maken van het Big.Little-concept.

Reacties (67)

[Praetextatus]

Wat leuke weetjes over de A15
-kan klokken tot 2,5 gzhz (tot 5x zo snel als huidige topmodellen)
-voor mobile devices 1-1,5 ghz single of dualcores (hoger geklokte quadcores zijn voorbehouden aan home entertainment en home servers. Waarschijnlijk vanwege t gebruik)
-ondersteuning voor meerdere besturingssystemen (waaronder Windows CE en ubuntu)
-heeft HW virtualisatie support
-kan richting octacores of hoger.

http://www.arm.com/produc...s/cortex-a/cortex-a15.php

[DexterDee]

Dit is goed nieuws, maar moet wel enigszins in perspectief gezet worden. De grootste energieslurper is niet de CPU in een smartphone. Het scherm en met name de backlight neemt verreweg het meeste verbruik voor z'n rekening. Een vijf keer zuinigere CPU betekent dus niet dat de telefoon het vijf keer zo lang volhoudt. Ook andere onderdelen zoals de GSM modem vragen constant en relatief veel energie.

De grootste winst bij een zuinigere CPU is dat een smartphone bij intensief gebruik minder snel leegloopt.

Een onderzoek naar welke componenten hoeveel stroom gebruiken in een smartphone in diverse scenario's is hier te vinden.

[Bauknecht]

Langs de andere kant: de CPU is naast de GSM-component de grootste verbruiker in de suspended state, waar je telefoon een groot deel van de tijd in vertoeft. Dus een CPU die minder verbruikt, is de op één na efficiënste aanpassing die je kan doen. En sowieso, alle beetjes helpen zeker? Wie het kleine niet eert...

[Breugeleir]

De Cortex A7 is geen CPU zoals in dit artikel vermeld wordt. Het is een CPU-core. Er kunnen meerdere cores op 1 CPU gecombineerd worden.

[hiekikowan]

Mooi! Hoewel dual/quadcores trending zijn is het toch positief, zeker voor toepassingen waar een lange accuduur nodig is...

[Rob Coops]

Je kunt deze chips dan ook in dual en quad core opstelling draaien en ook combineren met een A15 core als je daar zin in hebt...

Het idee is dat je een hele goedkope telefoon kunt maken met een relatief krachtige en zeer zuinige ARM core. Je kunt natuurlijk ook 4 van die cores in een telefoon steken en dan nog niet een super snel apparaat in handen hebben maar wel in het low tot midden segment een goede telefoon neer zetten en een leuk ding kunnen bieden voor erg weinig.

Voor de highend chips kun je deze core samen met bijvoorbeeld een A15 quad core gebruiken. De A15 voor als je echt moet rekenen en de A7 voor als je alleen maar idle draait en misschien zo af en toe eens een mailtje of een SMS'je ontvangt.
Het voor deel is dan de enorme kracht van de A15 met het idle verbruik van een A7, dus stand-by tijden zullen flink omhoog gaan schieten in de nabije toekomst.

2013 is helemaal niet ver weg zo als Project_Newt beweerd, zeker niet als je je bedenkt dat er ook nog even iemand moet zijn die het ontwerp op pakt er mee aan de haal gaat en er een iets andere "betere" versie van maakt zoals Apple, Samsung, NVidia, Texas Instruments en zo vele andere doen. Dan is er natuurlijk ook nog de tijd die nodig is om er even een telefoon omheen te hangen als de chip eenmaal klaar is en de tijd die nodig is om de verschillende productie processen zo in te richten dat je de telefoons maak ook de chips op een redelijk tempo kunt produceren.
Al met al is 2013 heel erg snel om dit in telefoons op de markt te zien komen. Dat betekent dat er van af het moment dat de chip bestaat nog geen 12 maanden later al een telefoon ontworpen, getest, gekeurd en geproduceerd is. Dat is heel erg snel.

[Anoniem: 338693]

Gaat om telefoontjes onder de 100 dollar . Wel vind ik 2013 beetje laat. Aangezien dat nog dik een jaar duurt.

[kidde]

Nou ja, 't is 28nm, en dat proces bestaat nog niet zo lang. Dus als 't voor minder dan 100 dollar moet, zal dat vermoedelijk zijn nadat de 28nm-litho machines zijn terug verdiend met 'hoge marge' producten.

[Mijzelf]

Bij een chipoppervlak van minder dan 0,5mm² gaan er *heel veel* chips op een die. Dus ik denk dat de 28nm prijzen niet zo heel veel effect hebben op de totaalprijs.

[Reactie gewijzigd door Mijzelf op 26 juli 2024 18:48]

[ravenamp]

Er staat: "ARM heeft de hoop dat de A7-cpu in 2013 in smartphones verschijnt, die minder dan 100 dollar kosten."

Er staat niet dat deze ENKEL in telefoontjes onder de 100 euro komen (Hoewel ik moet toegeven dat het er wel zo uitziet)

Overigens hoop ik dat dit soort technieken wat meer opkomen de komende jaren, want de accuduur van de gemiddelde smartphone is echt om te huilen momenteel.
Ik word er zelf stapel gek van dat ik elke 4 dagen mijn HTC Desire Z weer aan de lader moet hangen, en als ik hem s'nachts niet uitzet dan moet het elke 2 dagen. Als ik het internet mag geloven is dat zelfs nog vrij zuinig.

[kakanox]

M'n Samsung Galaxy hangt er iedere avond aan, als ik ga navigeren laad ik ook in de auto op. Doe ik dat niet, dan gaat ie vanzelf uit

[geert1]

Ik zie dit concept nog wel terug komen in veel meer telefoons dan alleen de goedkope. Een high-end smartphone heeft ook veel momenten van lage cpu-behoefte. Als je gewoon aan het bellen bent, of door het OS aan het zoeken bent, dan lijkt me een lichte cpu ook daarvoor handig. Misschien ook voor achtergrondprocessen als de telefoon in je broekzak zit. Het kan veel batterijduur schelen. Goed concept wat mij betreft.

[Nas T]

Ik denk dat tegen die tijd er nog geen concurrentie voor is en de chip een toegevoegde waarde heeft.

[WCas]

Het lijkt me dat dat alleen de telefoontjes met alleen zo'n A7 is, als het een (multi-)A15 is gecombineerd met een A7, zal het hoogstwaarschijnlijk duurder uitvallen.

[KaWaReZ]

Als het meezit eindelijk een dag of langer doen met je smartphone-batterij

[SirLenncelot]

ik weet niet of het echt zo is maar ikzelf heb het gevoel dat de processor niet de grootste energievreter is. De helderheid van het scherm en welke verbindingen er gelegd worden consumeren volgens mij veel meer stroom.

Helderheid spreekt voor zich maar ik merk ook dat mijn telefoon sneller leeg is als ik grote afstanden in de trein of auto zit. Dan wisselt hij namelijk veel vaker van netwerk. Toch gebruik ik mijn telefoon in de auto weinig dus de processor zou dan niet extreem belast worden.

[Mellow Jack]

Klopt helemaal, als ik de helderheid op minimaal zet en mijn verbinding vast op GSM zet dan gaat mijn telefoons (sgs2) ongeveer 1.5 x zo lang mee bij hetzelfde gebruik.


Offtopic:
Ik ben positief over ARM maar echt overzichtelijk is de ARM markt niet

[Reactie gewijzigd door Mellow Jack op 26 juli 2024 18:48]

[kidde]

Zo moeilijk is het voor app-processortjes toch niet:

Cortex A8 is verouderd, A9 is momenteel de snelste variant, A15 vervangt de A9 volgend jaar en A7 is vernieuwde energiezuinige remake versie van de A8.

En er is nog een Cortex M en R serie voor Embedded (koffiezetters, routers, harde schijven, wasmachines e.d.), maar die boeit niet zo hard voor de meeste tweakers.

[Mellow Jack]

Idd en dan heb je nog al die verschillende soc's die een bepaalde ARM kern gebruiken icm nog meer zaken

Nou ik vind het nu niet echt handig moet ik eerlijk zeggen

[DizzyVacation]

Je zult ook geen soc vinden van ARM zelf. ARM maakt alleen de (CPU) architectuur.
Deze verkopen ze aan bedrijven welke deze weer in hun soc bakken.

[kidde]

Idd, SoC's waarin ze toegepast worden zijn een ander verhaal. Hier een poging:

Ruwweg is het zo dat weinig bedrijven een licentie op de ARMv7a instructieset hebben, maar degenen die er een hebben (o.a. MSFT) kunnen hun eigen 'kern' ontwerpen. Drie ontwerpen voor processorkernen zijn: De Cortex-kernen van ARM zelf, Scorpion van Qualcomm en Sheeva van Marvell. Vermoedelijk komt LG hier later bij met een ontwerp. Qualcomm maakt de SnapDragon SoC en Marvell de Armada.

De Cortex A-kernen worden gelicenseerd aan hen die geen instructieset-licentie hebben. Toegepast in de nVidia Tegra serie, Samsung Exynos/Apple A5, TI OMAP, SonyEricsson Nova, FreeScale iMX / het Chinese RockChip (beiden enigszins verouderd) en enkele anderen - zoal het Chinese NuFront en de minder bekende procjes van Toshiba / Broadcom / Renesas (=NEC/Mitshubishi/Hitachi) en ZiiLabs (=Creative).

Dat laten ze bakken bij UMC in Taiwan (TI), doen ze bij Samsung / GlobalFoundries (Samsung / Apple), of bij TSMC (nVidia), maar een mix (her en der wat uitkomt) kan ook.

Vervolgens kan je daarvoor een ontwerp voor een GPU'tje kopen bij ARM (Mali), PowerVR (SGX5/6 serie, o.a. OMAP/A5), Vivante (GC serie, o.a. Marvell Armada) of zelf maken (nVidia).

Daarbij moet je dan weer wat video-codec meuk poeren voor hardwarematige h.264 / WebM versnelling (ontwerp kan je ook in licentie kopen geloof ik), en nog weer wat andere onderdeeltjes (geheugen-management meuk en interconnects, kan o.a. met AMBA-protocol van ARM zelf), ontwerpjes aan mekaar vast freubelen en vastolderen op 't moederbordje en dan is 't klaar.

[Anoniem: 112442]

@kidde

De Cortex A-kernen worden gelicenseerd aan hen die geen instructieset-licentie hebben.

Zoals je het zegt lijkt het dat het hebben van een instructieset licentie duurder is dan een core licentie. Is het niet zo dat de licentie op het ontwerp het duurste is?

Toegepast in de nVidia Tegra serie, Samsung Exynos/Apple A5, TI OMAP, SonyEricsson Nova, FreeScale iMX / het Chinese RockChip (beiden enigszins verouderd) en enkele anderen - zoal het Chinese NuFront en de minder bekende procjes van Toshiba / Broadcom / Renesas (=NEC/Mitshubishi/Hitachi) en ZiiLabs (=Creative).

Dit is niet Sony Ericsson maar ST Ericsson. Zie ook de wikipedia pagina over ST Ericsson.

On August 20, 2008, STMicroelectronics and Ericsson announced their intention to merge their wireless semiconductor businesses with the goal of creating the industry's strongest product offering in semiconductors and platforms for mobile applications.

De volgende wikipedia link geeft wat informatie over specifieke Cortex A9 processors.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 112442 op 26 juli 2024 18:48]

[Sinester]

Als je in de trein zit, en je rijd langs huizen, heb je ook vaak dat ie maar vrije wifi netwerken blijft vinden.
Alleen dat zoeken naar netwerken, slurpt al veel stroom

Op android heb je in het menu ook een optie waaraan je kan zien wat het meeste stroom zuipt

Weergave staat altijd boven aan, rond de 30% gevolgd door Facebook en Wifi

[spaanplaat1]

Ik heb mijn wifi als ik hem niet meer gebruik gewoon uit staan. Dat scheelt een hoop in het verbruik.

[Nas T]

Dit soort informatie beschouwde ik 4 jaar geleden met Symbian als algemeen bekend. Alle uitzendende antenne's uitschakelen bij geen gebruik of de zuinigste variant kiezen (zoals 2G ipv 3G). Ik vind het vreemd dat je dit niet eerder wist.

[lammert]

Als het meezit eindelijk een dag of langer doen met je smartphone-batterij

Dat kan al makkelijk met Symbian (Nokia) smartphones (haal 2,5 dag op mn huidige E7 en 4 dagen op mn oude E71). Ze draaien zoals de meeste smartphones ook op een ARM cpu, maar door het "lichte" Symbian kunnen die lager geklokt worden / oudere uitvoeringen gebruiken. Als accuduur belangrijk is dan kom je al snel uit bij Symbian. Als je 2500.000 apps (w.o. WordFeud) belangrijk vindt, dan niet...

[wph]

Een prima idee natuurlijk, ik ben alleen wel benieuwd tot welke frequentie de A15 cores kunnen terugschakelen. Een quadcore die minimaal (bv.) 256 MHz blijft draaien zal nog altijd veel stroom vreten in idle stand. Wel een voordeel is dat het op 28nm gebakken wordt, wat het stroomverbuik t.o.v. nu (65 nm en 45nm) behoorlijk terug kan brengen.

[almar]

Bij Samsung schakelen ze terug naar 66 mhz in idle mode en helemaal uit in standby mode. Echter kunnen de laatste SoC's nog niet de cores onafhankelijk van elkaar aan en uitzetten. Ik denk dat deze ontwikkeling in het volgend jaar geintroduceerd zal worden en een extra daling in energie gebruik zal verzorgen. Tegelijkertijd schakelt Samsung dan namelijk over op een kleiner productie procedé, ik geloof in de Exynos 52xx serie.

[watercoolertje]

Het idee is dan ook om die compleet uit te schakelen, 0Mhz dus
Anders heeft een zuinige extra core geen nut en kan je net zo goed die zwaardere core gebruiken voor achtergrond-taken...

[dgompie]

Is $100 niet erg duur, of zijn mobile processors rond die prijs?

[Lambo LP670 SV]

"As a standalone processor, the Cortex-A7 will enable entry level smartphones at below $100 price point in the 2013-2014 timeframe that are equivalent to a $500 high-end smarphone in 2010. These entry level smartphones will redefine connectivity and internet usage in the developing world."

Ze bedoelen met $100 het totale prijsplaatje van de gsm.
Ik vind het in iedergeval een zeer goede ontwikkeling. Wanneer je smartphone straks aan staat en niks doet gaat hij bijna niks meer verbruiken. Klinkt wel leuk

[supergrover]

Wow, het gaat dus om processoren die als je ze nu zou maken als mid- tot high-end kunnen worden bestempeld!

[ultra500]

Er werd hier op T.net gezegd dat ARM CPU's rond de 15 dollar liggen, als je het groot inkoopt ten minste. Vergeleken met de 100 dollar is het wel veel goedkoper.

Maar misschien herinner ik me verkeerd, en liggen de prijzen hoger.

[wph]

Ik moest de zin ook twee keer lezen, maar ze bedoelen smartphones van $100, niet de processor, zo duur zijn deze niet.

[Marc Rademaker]

Gaat om de smartphones. Heb de zin even aangepast, ter verduidelijking.

[Anoniem: 154887]

Is inderdaad extreem duur, denk dat een A8 in moderne smartphones rond de 20 USD lag.

[Sir Isaac]

Een cpu ter grootte van een enkele SMD weerstand. Blij dat ik hem niet hoef te solderen Wel enorm knap trouwens.

[onox]

Is dat niet extreem klein? Een Cortex-M0 is al zeker 5 bij 5 mm.

[DizzyVacation]

We hebben het hier over de CPU, niet de IC.
Deze CPU zal met nog van allerlei peripherals in een IC worden geplaatst.
Dan zullen er nog contacten aan de IC moeten zitten.
Deze IC zal dus een heel stuk groter worden dan 0.5mm².

[thefal]

Met de videoacceleratie van Android 4 en de nog zuinigere chips van ARM wordt hopelijk een mooie combinatie gemaakt die het makkelijk een dag of 2/3 volhoudt!

Vraag me ook af of het Big.Little concept niet kan zorgen voor een soort dual-core processor. Hiermee zou je beste van alle werelden hebben:

Idle: zuinige processor
Single thread apps: snelle processor
Multiple thread apps: beide processors

BTW Wie verzint dat de A7 sneller is dan de A8

[masteriiz]

Jammer dat de nog grotere heldere giga amoled ultra schermen roet in het eten gooien.

[kidde]

Komt allemaal goed met transflectieve schermpjes! Door de crisis is alles een beetje vertraagd echter.

Samsung heeft het Eindhovense Liquivista opgekocht (mooi NRC artikel, lezen waard!), technologie komt binnen een paar jaar in smartphones.

Het eveneens Eindhovense Polymer Vision is recent gekocht door het Taiwanese Wistron, oprolbare schermen zouden snel op de markt kunnen komen.

3M heeft recentelijk een bak geld geinvesteerd in PixelQi.

[lordMocro]

Je kunt gewoon een telefoon kopen met een andere schermtechnologie. Maar waarschijnlijk wil je gewoon even haten op Samsung.

[kmf]

Ik kan me herinneren dat een paar jaar geleden "de grens van minimaliseren" was bereikt. Dat was volgens mij rond de 40mm.

Wat is tegenwoordig "de grens"?

[Mijzelf]

40 mm? Dat was zeker een radiobuis?

[Clubbtraxx]

+1 Grappig zou je krijgen als we dat nog hadden.

40mm

[Sissors]

Moet heel lang geleden zijn dat iemand dacht dat de grens bij 40nm lag (ik neem aan dat je dat bedoelt). Tuurlijk er waren misschien technische problemen om iets kleiner dan 40nm te maken, maar er zijn nu ook technische problemen om iets kleiner dan 28nm te maken, maar dat zijn geen onoverkomelijke problemen.

De grens tot waar je echt kan komen wordt door de grootte van atomen bepaald, al is het niet een hele harde grens. Het zal uiteindelijk ook vanwege lekstromen en soortgelijken misschien gewoon onpraktisch zijn om kleiner dan een bepaalde waarde te gaan, ook al is het technisch gezien mogelijk. 4-5nm transistoren zijn al gemaakt (niet met technieken geschikt voor massaproductie, vandaar dat die nog niet verkocht worden), dus dat is in ieder geval mogelijk, en je zal nog wel wat kleiner kunnen.