Interview mit ARM-CTO Mike Muller „Schneller als ein Intel Atom N270 mit 1,6 GHz“

Was Intel bei den PCs, ist die englische Prozessorschmiede ARM bei den Handys: Der Anteil bei den Applikations-Prozessoren beträgt über 90 Prozent. Ein weiteres Standbein sind Mikrocontroller-Cores. Elektronik-Redakteur Frank Riemenschneider sprach mit ARM-CTO Mike Muller auf der Konferenz TechCon3 in Santa Clara über neue Cores und den durch Atom entstandenen Wettbewerb zum x86.

Herr Muller, das norwegische Start-up-Unternehmen EnergyMicro hat eine Cortex-M3-basierte MCU vorgestellt, die viermal energieeffizienter arbeitet als alle M3-Produkte Ihrer Partner TI, NXP und STMicroelectronics. Sie ist sogar energieeffizienter als die Cortex-M0-basierende LPC1100 von NXP. Denken Sie, dass sich der Markt der Mikrocontroller mit ARM-Core in Richtung Norwegen verschieben wird?

Mike Muller: In der Tat hat das Team von EnergyMicro fantastische Zahlen in Bezug auf den Energieverbrauch vorgelegt und technisch einige wirklich phänomenale Dinge umgesetzt. Allerdings haben unsere anderen Partner ein weit größeres Angebot an Mikrocontrollern für ganz unterschiedliche Anwendungsbereiche, die Energy- Micro derzeit nicht abdecken kann.

Nichtsdestotrotz gibt es doch bei EnergyMicro einige sehr innovative Energiespar-Konzepte. Denken Sie, dass diese zukünftig von anderen ARM-Partnern übernommen bzw. kopiert werden?

Muller: Sehen Sie, diese Energiespar- Konzepte funktionieren in der vorliegenden Cortex-Implementierung u.a. deshalb sehr gut, weil sie auf ganz spezifische Anwendungen ausgerichtet sind. Die Frage ist, welchen Nutzen haben die Kunden in anderen Anwendungsbereichen und lässt sich damit ein unter Umständen höherer Preis rechtfertigen.

Sie haben kürzlich den neuen Cortex- A5 vorgestellt, der die Architekturen ARM9 und ARM11 ersetzen soll. Können Ihre Kunden relativ unkompliziert auf den A5 migrieren?

Muller: Der A5 wurde als Mainstream- Core positioniert, er ist zu 100 Prozent kompatibel zum Cortex-A9, d.h., er sieht von außen genauso aus wie ein A9, etwa was die Bus-Schnittstelle betrifft. Bezüglich ARM9/ ARM11 ist die Software abwärtskompatibel, die Bus-Schnittstelle ist dabei identisch zum ARM1176. Verglichen mit dem ARM9 gibt es geringe Abweichungen beim AMBA-Bus, so dass hier gelegentlich ein, wenn auch geringer, Anpassungsaufwand notwendig wird.

Der Cortex-A5 kann bis zu 1 GHz getaktet werden und wird mit bis zu vier Cores geliefert. Warum soll ein Kunde bei dieser Rechenleistung noch den Cortex-A8 lizenzieren? Wo sind die wesentlichen Unterschiede zwischen A5 und A8?

Muller: Schauen Sie sich die unterschiedlichen Anwendungen an. Bei einem Handy haben Sie ein Betriebssystem, das wie beim PC in begrenztem Umfang in der Lage ist, parallele Tasks auszuführen, so dass Sie nur von einer Single- oder Dual-Core-Lösung profitieren können, ohne Anpassungen an Ihrer Software machen zu müssen. Um vier Cores ausnutzen zu können, müssen Sie viel händischen Aufwand investieren. In der Embedded-Welt, z.B. bei einem Switch, können Sie viel mehr parallelisieren, insofern sind die Anwendungsbereiche doch sehr unterschiedlich. Der A8 ist ja viel komplexer, er hat eine tiefere Pipeline und leistet 2,0 DMIPS/MHz gegenüber 1,5 DMIPS/MHz beim A5. Der A5 hat eine Single-Issue-, der A8 eine Dual- Issue-Befehlsausführung.

Sie haben ebenfalls einen 2-GHz- Dual-Hardcore-Cortex-A9 vorgestellt, der 10 000 DMIPS liefert. Will ARM seine generelle Strategie, Core- IP zu lizenzieren, verändern?

Muller: Nein, es ist kein Strategiewechsel. Dieser Hardcore ist dafür gebaut, sehr schnell und einfach eine Implementierung für neue Anwendungsfelder wie Netbooks oder Drucker zur Verfügung zu haben, wo heute x86 und PowerPC vorherrschen. Eine Implementierung mit bis zu 2 GHz ist ausschließlich auf Rechenleistung fokussiert und benötigt dabei nur 2 W. Die zweite Implementierung mit 800 MHz ist eher konservativ und auf minimale Energieaufnahme abgestellt – 0,5 W. Wenn Sie sich die Ergebnisse der neuen CoreMark-Benchmarks von EEMBC ansehen, stellen Sie auch noch fest, dass unser 800-MHz-Hardcore schneller rechnet als ein Intel Atom N270 mit 1,6 GHz.