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ARMベースSoC向けグラフィックスプロセッサIPの市場におけるImaginatDELL Vostro 3750バッテリーionのシェアが縮小しても、「ARM以外のプロセッサアーキテクチャを使用したSoCが、ARMベースSoCで減少した売上高以上の埋め合わせをしてくれる」とKing-Smith氏は確信している。例えば、ImaginationはMIPSの主要なパートナーであるし、Intelの「Atom」プロセッサのチップセット向けにもグラフィックスプロセ DELL Vostro 3550バッテリーッサIPを供給している。QualcommとMarvell Technology Groupは、ARMのプロセッサIPについてアーキテクチャライセンスを取得している。このため、一般ライセンスを有する競合他社に比べて柔軟な設計が行えることは先に述べた通りである。 QualcommのScorpionアーキテクチャベースのSoCは、数世代のプロセス技術をまたいで製造されている。Scorpionが、ここ数年にわたって複数の顧客のさまざまな携帯機器に採用され、同社に多くの利益をもたらした。しかし、Cortex-A9コアを採用したSo DELL Vostro 3450バッテリーCの市場展開が本格的になって来ると、Cortex-A8をデュアルコア構成にすることで、Cortex-A9の能力を擬似的に実現していた特徴は色あせて見えるこの流れを受けてQualcommは、MWC 2011において、独自開発した次世代プロセッサコア「Krait」を発表した。KraitはARMv7命令セットと互換性を保っている。初期の DELL Studio 1450バッテリー製品は28nmプロセスで製造され、動作周波数は最大で2.5GHz。まず3つの製品が市場投入される。これらの製品は共通のデュアルチャネルバスを介してメインメモリと接続される。また、Kraitでは、Qualcomm独自のグライフィックスプロセッサ「Adreno」も提供される。 最初に登場する製品は、シングルコアの「MSM8930」で、2012年初頭にサンプル出荷を開始する計画。グラフィックスプロセッサは、既存のAdrenoの6倍以上の性能を持つ「Adreno 305」である。2011年第2四半期までにサンプル出荷が始まるのが「MSDell Inspiron M501RバッテリーM8960」である。MSM8960は、2個のプロセッサコアを非同期かつ独立して制御できるほか、「既存のAdrenoの8倍の性能を提供する」（Qualcomm）「Adreno 225」を搭載している。最も性能の高いクワッドコア構成の「APQ8064」は、グラフィックプロセッサの「Adreno 320」もクワッドコア構成で、既存のAdrenoと比べて最高15倍までの性能を実現できるという。 3製品ともWi-Fi、Dell Inspiron M501バッテリーGPS（全地球測位システム）、Bluetooth、FMトランシーバを搭載し、NFC（近距離無線通信）や裸眼3D映像の録画/再生をサポートする予定である。また、MSM8930とMSM8960では、LTE（Long Term Evolution）のみ、または3G（第3世代携帯電話）/LTEの両方に対応するベースバンド処理回路も集積する予定である。MarvellがARMのアーキテクチャライセンスを取得したのは、ASICAを買収した2003年のことである。Dell Inspiron N5010バッテリーかし、現時点における、ARMのプロセッサコアを用いたSoCの設計チームは、その大半が2006年半ばに買収したIntelの「Xscale」を取得したときに移籍してきた。Marvellは、Intelから獲得したXscaleの「PXAシリーズ」を拡張して新たなSoC「ARMADAファミリ」を開発した。ARMADAファミリは、機能によって100、300、500、600、1000という5つのシリーズに分かれている。それぞれのシリーズのプロセッサコアは、Dell Inspiron 1440バッテリー「ARM9」やXscaleが準拠する命令セット「ARMv5」をベースとする「Sheeva PJ1」、または「ARM11」が準拠する命令セット「ARMv6」およびARMv7に準拠する「Sheeva PJ4」のどちらかを採用している。また、プロセッサコアの個数や動作周波数、キャッシュメモリの容量やキャッシュレベルの数Dell Vostro A90nバッテリーメインメモリのバス幅と速度、オンチップのグラフィックスプロセッサの処理能力、搭載されている周辺回路の種類や数などが異なっている。 これまでMarvellは、PCや携帯電話機の分野において、Research In Motionの主要サプライヤになっている以外、また大きな成功を得ていない。とはいえ、Marvellは製品開発の努力を続けている。例えば、Marvellは2010年9月、Cortex-A9と同等の機能を備えるSheeva Dell Studio 1555バッテリーPJ4を3個搭載した「ARMADA 628」を発表した。3個のプロセッサコアのうち、2個は1.5GHzで動作し、3個目は624 MHzで動作する。さらに、オンチップのグラフィックスプロセッサは、2億トライアングル/秒で3Dグラフィックスを処理することが可能だ。さらに、その2カ月後の2010年11月、1.6GHzで動作するクワッドコア構成のSheeva PJ4と、最大容量が2MバイトのL2キャッシュを搭載した「ARMADA XP」をサーバ Dell Studio 1557バッテリー ー向けの製品として発表した。ただし、同社は2010年1月に開催された「CES 2010」において、「最初のクワッドコア構成のARMプロセッサは、民生用機器やゲーム機に向けて提供する」と公言していた。 FPGAにプロセッサコアを実装するとき、それをどのようなアプリケーションで利用する場Dell Latitude X200バッテリー合であっても、バスやメモリーとのインターコネクト（相互接続）が必要になる。しかし、そのためのアプローチ方法は、プロセッサコアごとに異なっている。 ARMはさまざまなプロセッサコアの開発を進めるとともに、ライセンシー企業の数を急激に増加させつつある。さらに前述の通り、Windows 8のARMアーキテクチャへの対応が決定した。これらのARM陣営の猛攻を受けて、Intelが動揺しており、これまで牙Dell Latitude D400バッテリーとしていたコンピュータ市場から撤退することまで覚悟していると思う向きもあるかもしれない。 しかし、まずは、Intelがこうした攻勢にも十分に対応できる半導体製造技術に関する資産を所有していることを思い出してほしい。Intelは、ARMのライセンシー企業の多くが利用するファウンドリと同等以上の製造プロセス技Dell XPS M2010バッテリー術や、複数の製造工場から成るネットワークを持っている。また、Intelの幹部は、2010年9月に、「Atomの製造プロセスは15nmまで微細化させる」と明言した。 当初Intelは、Atomをチップセットと組み合わせて用いるCPUタイプの製品には45nmの製造プロセスを採用していた。一方、これらのAtomと対になるチップセットの製造プロセスは90nmだった。現在のAtomは、チップセットの機能を一部取り込んだSoCとしてさらに集積化されてDell Inspiron 3200バッテリーいる。Atomの最新製品である、携帯電話機向けの「Medfield」とタブレット端末向けの「Oak Trail」の製造プロセスは32nmまで微細化されているのだ。また、Oak Trailは、MicrosoftのOS「Windows 7」から認識することができるPCI（Peripheral Component Interconnect）バスもサポートしている。 Intelは2009年6月に、No PA3594U-1BASkiaとモバイル機器向けプラットフォームの開発で提携した。そして、2010年2月には、両社がそれぞれ開発していたLinuxベースのモバイル機器向けOSを統合した「MeeGo」を発表している。しかし、その1年後の2011年2月、NokiaはMicrosoftとの提携を発表し、それまで採用してきた「Symbian」とMeeGoを打ち捨てて、「Windows Phone 7」をスマートフォンのOSに採用する方針を明らかにした。このため、IntelとNokiaの PA3594U-1BRS提携関係は窮地に追い込まれている。 それでもなお、Intelの幹部はMedfieldを搭載した携帯電話機の2011年内の量産について自信を示している。また、多くの電子機器メーカーが、MicrosoftのOSとほかのOSが両方動作する、Oak Trailを搭載したタ PABAS110ブレット端末のデモを公開している。 もはや、民生用機器では命令セットの互換性はあまり重要ではなくなりつつあるようだ。対応する必要のあるファイル形式の種類が集約されて少なくなったこともあるし、OSとは無関係にこれらの形式のファイルを扱えるアプリケーションの種類が増えたこともPABAS111その要因となっている。また、最近は、クライアント側のハードウェアではなく、「クラウド」にアプリケーションとデータの両方を保存する傾向が強くなっていることも背景にある。 とはいえ、x86アーキテクチャについては、ソフトウェア開発者にとって命令セットの互換性は依然として重要なようである。ソフトウェア開発者は、開発済みの機能や開発ツールを可能な限り再利用したいと考えているからだ。 PABAS112Intelだけでなく、AMDとVIA Technologiesも、x86アーキテクチャに基づく低消費電力を特徴とする製品を積極的に開発していることも忘れてはならない。AMDは2010年9月に発表した低消費電力が特徴のプロセッサコア「Bobcat」を、グラフィックス機能も集積するプロセッサ製品「Fusion」に採用した。VIAも、デュアルコアCPUである「Nano X2」を開発している。 ほとんどのバス規格が策定される以前から存在しているAlteraのソフトウエアベースPA3593U-1BRSのプロセッサコア（ソフトコア）「Nios」は、独自のインターコネクトシステム「Avalon」を持つ。Avalonでは、共有物理バスの問題を避けるため、一般的にスイッチマトリクスを使用している。しかし、最近になってAlteraは、Avalonの周囲にガスケットを配置することにより、ARMのバス規格「AXI（Advanced Extensible Interface）」に対応できるようになると発表した。これは、ARMが、プロセッサコアだけでなくバス規格などについても影響力を増大させつつあるからだ。また、Xilinxも、中核的なインターコネクトIP（Intellectual PropeHP 182281-001rty）としてAXIを採用する方針を表明している。 ユーザーが直面するインターコネクトの問題は、物理層だけに留まらない。Xilinxのマーケティング担当シニアバイスプレジデントを務めるVin Ratford氏は、「顧客が求めているのは単体のプロセッサコアではない。プロセッサコアを含めたエコシステムだDell Precision M70バッテリー」と述べる。その要求に応えるために、ベンダーらはプロセッサコアだけでなく、メモリーや周辺機能などの各ブロックを接続し、合成とマッピングスクリプトを作成するという面倒な処理を行う、GUI（Graphical User Interface）ベースのシステム構築用ツールを提供している。例えば、Xilinxのソフトコア「MicroBlaze」を利用する場合、そのエコシステムとXilinxが提供するIPブロックを用いるだけで、高性能のマイクロコンピュータを構築できるDell Latitude D810バッテリー。このとき、FPGA内部のインターコネクトも自動的に生成される（図2）。 Xilinxに限らず、主要なFPGAベンダーは、このような包括的なソリューションを提供している。Microsemiでのシニア製品開発マネージャを務めるTim Morin氏によると、「われわれのツールは、プロセッサ、メモリー、周辺機能、AR Dell Latitude X1バッテリーMのバス規格『AHB（Advanced High Performance Bus）』を接続するためのIPを提供する。ユーザーはツール上でブロックをドラッグアンドドロップするだけでよい」と述べている。 Lattice Semiconductorは、インターコネクトIPについても、プロセッサコアと同様にオープンソースにする方針を貫いている。Latticeのソフトコア「LatticeMico」は、インタフェースとしてオープンソースの「Wishbone」を採用している。同社のソフトウエア製品計画 Dell Inspiron 640mバッテリーマネージャを務めるMike Kendrick氏によると、「Wishboneは、一見AlteraのAvalonに似ているが、細部は大きく異なっている。両インタフェースの間に互換性はない」と語る。また、Latticeも、ブロック図形式の入力からRTL（レジスタ転送レベル）コードを生成するシステム構築用ツールを提供している。ARMと同社プロセッサIP（Intellectual Property）のライセンシー企業（ライセンスを受けている企業）から成るAR Dell Precision M20バッテリー M陣営と、Intelをはじめとするx86アーキテクチャを展開するx86陣営による電子機器市場の主導権を巡る争いが過熱している。 戦端が開かれたのは今から3年前、Intelが第1世代の「Atom」プロセッサを発表した2008年にさかのぼる。同社はこのとき、低価格のデスクトップPCやノートPCだけでなく、ARMが支配し続けていた携帯機器の市場にも狙いを定めてHP 190336-001いることを明らかにした。これに対してARMは2010年9月、IntelとAMD（Advanced Micro Devices）が長年君臨し続けてきたサーバー市場をも対象とするプロセッサコア「Cortex-A15」を発表した。さらに、「CES（Consumer Electronics Show） 2011」（2011年1月）ではMicrosoftが驚くべき発表を行った。Intelとの「Wintel」同盟に終止符を打ち、次期バージョンのWindows OSである「Windows 8」について、ARMとx86両IBM ThinkPad X41バッテリーのビジネスモデルと現在投入している製品について理解する必要がある。 まず、財政面から見ると、IP開発企業であるARM社は、ライセンシー企業の業績に大きく依存している。ライセンスは、一般ライセンスとアーキテクチャ（命令セット）ライセンスの2つに分かれる。一般ライセンスを所有する企業は、設計済みのプロセッサコアなどのIPを自社のSoC（System on Chip）に組み込むことになる。この場合、製品開発は容易だが、他社製品との差別化には限界が出てくる。一方、アーキテクチャライセンスを所有する企業は、設計の自由度が高いものの、それに関連するICHP Pavilion dv6バッテリーの設計上の問題も増える。アーキテクチャライセンス企業は、その名前が示すように、ARM命令セットの完全後方互換性を保たなければならない。しかし、それ以外にも、独自の命令セットの開発や、基本回路の変更や拡張を行うことができる。現在、アーキテクチャライセンスを所有している企業としては、Intel、Marvell Technology Group、Microsoft、NVIDIA、Qualcommなどが挙げられるが、その数は少ない。 次に、x86アーキテクチャDell Latitude D620 バッテリー との対決におけるARMの主力製品である、アプリケーション処理用プロセッサコア「Cortex-Aシリーズ」のラインアップを見てみよう。最初の製品が、2005年10月に発表された「Cortex-A8」である。Cortex-A8は、2命令を同時に発行するデュアルイシューによるスーパースカラー構造を特徴とする。パイプラインの段数を、既存製品である「ARM11」の8段から13段に増やすことにより、IPC（Instruction Per Clock：Acer AS07A71 バッテリー1クロック当たりの命令数）の効率を犠牲にしながらも、処理性能は2.0DMIPS（Dhrystone MIPS）/MHzまで高められている。また、ARM11ではオプションだったFPU（Floating Point Unit：浮動小数点演算ユニット）の性能をさらに高めた他、64ビットのSIMD（Single Instruction/Multiple Data）命令セット「NEON」を備えている。 2007年10月発表のAcer Aspire Timeline 3810T バッテリーCortex-A9」は、処理性能を2.5DMIPS/MHzにまで高めた。1コア当たりのパイプラインの段数を8段に減らしたものの、複数命令を同時に発行するスーパースカラー構造とアウトオブオーダー動作を採用することで、IPCの平均値を向上させることに成功している。また、Cortex-A8よりも微細な製造プロセスに対応することにより、最大動作周波数の向上や消費電力の低減を実現している。さらに、Cortex-A9以降にHP 191169-001発表されたCortex-Aシリーズの製品は、4コアまでのマルチコアに対応するようになった。 その後、2009年11月には、「ARM9」やARM11を用いている顧客向けに、低消費電力性能を特徴とする「Cortex-A5」を発表している。ただし、現在までにCortex-A5を採用している企業名は明らかになっていない。201HP 191258-B210年9月にCortex-A15を発表した後も、ARMは新たなCortex-Aシリーズの製品開発を進めている（関連記事）。 高速RAMも、FPGAにプロセッサコアを実装する際に検討すべき課題の1つである。Linuxを組み込んで動作させるようなアプリケーションプロセッサには、大容量のセットアソシアティブ方式のキャッシュメモリー（以下、キャッシュ）が搭載されている。一方、実行するタスクの種類が決まっているタイプのプロセッサではHP 191259-B21、より高速で簡素な構造のダイレクトマップ方式のキャッシュか、ARMのプロセッサコアにオプション的に実装される密結合メモリー（TCM：Tightly Coupled Memory）のようなRAMを使用することが多い。最新のFPGAは、大容量の高速ブロックRAMを搭載しているため、RAM自体の容量や速度が大きな問題になることはない。しかし、プロセッサコアとRAMの間の接続やメモリーコントローラの実装については困難さが付きまHP 192835-001とう。 PR |
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