• CPU core の FLOPS値比較
• ARM core FPU(VFP) の機能比較
• SoC の一覧

• 括弧付きの VFP/NOEN は Option であることを意味しています。
• (*1) : Cortex-A8 の VFP は pipeline 化されておらず実行完了まで stall します。他の CPU core と比較してスループットは 1/5～1/10
• Cortex-A7/A15/A53/A57 は 1クラスタあたり最大 4 core まで。4 core 以上のシステムも構成できます。

ARMv7A 第一世代の Cortex-A8 は Multi Core 非対応なので、採用 SoC はすべて Single Core となります。 Multi Core 対応は Cortex-A9 以降。

ARM11 のおよそ 2倍の実行性能。

NEON を標準搭載しているため、single precision floating-point のピーク演算能力が高いことが特徴。 反面、トレードオフとして VFP が非常に低速です。

VFP の浮動小数点演算が pipeline 化されていないことが原因で、完了するまで次の演算が stall します。 結果、一世代前の ARM11 にもスコアで 1桁負けるくらいの遅さです。(1/5～1/10 くらいの遅さ)

VFP は NEON と違い IEEE754 準拠かつ倍精度対応なので、用途によっては VFP を使わなければなりません。

動的な型付を持つ Script 系言語では、数値型として倍精度実数 (64bit double) を用いるものが多くあります。 例えば JavaScript はその代表といえるでしょう。 bit 演算など整数範囲で収まる場合は 32bit integier ですが、32bit を超える値や除算などの演算により double 型に変換されます。

よって Cortex-A8 は Web 系アプリケーションとの相性が極めて悪い CPU であると言えます。

現役で使われている Cortex-A8 はあまり多くありません。 最新 OS が動く端末としては Apple A4 の iPhone 4 が最後ではないかと思います。

Multi Core 対応で、Tegra 2 以降急激に採用 SoC が増えました。 Smartphone から Tablet まで非常に幅広く用いられています。

VFP も pipeline 化されており、Cortex-A8 のような欠点がありません。 性能的にはすべての面で Cortex-A8 を上回ります。

ただし NEON が Option 扱いとなっており、SoC の構成によっては NEON 命令が使えないものがあります。 NEON 無しの Cortex-A9 で一番有名なのが Tegra 2 です。

Cortex-A8 の VFP が遅いので、浮動小数点演算はすべて NEON を使いたいが、Tegra 2 のために NEON を使えないというジレンマがありました。 Tegra 2 以外では NEON 非対応 Cortex-A9 端末を見たことがないので、今となってはあまり気にする必要がないかもしれません。

NEON 命令は in-order 実行かつ 64bit ALU なので、実行性能で後発 CPU に負けます。

Qualcomm 独自に開発した ARMv7A CPU core で、 ちょうど Cortex-A8/A9 に対抗する形となります。

性能的には Cortex-A8 より上で、Cortex-A9 同様 MultiCore 対応ながら Cortex-A8 とほぼ同時期に用いられていました。

NEON も標準搭載で VFP も stall 無し。 NEON は 128bit ALU で、ピーク性能では Cortex-A9 の 2倍になります。 ただし pipeline が深く、高クロック動作する反面、実行効率がわずかに劣ります。

2010～2011年の Smartphone の大半が Scorpiopn 搭載 Snapdragon で占められていました。

実行性能よりも低消費電力優先で作られた ARMv7A CPU。 Cortex-A15 以降と互換の命令セットを持ち、big.LITTLE の little 側として利用できることが特徴。

実行パイプは in-order の 2本で、Cortex-A8 によく似た構成を持っています。 もちろん Cortex-A8 のように VFP が遅いことはなく Cortex-A9 以降同様に Pipeline 化された当たり前の速度で走ります。

反面、標準搭載である NEON の実行効率が落ちています。 NEON 命令を実行できるものの SIMD としての価値はなく、32bit ALU でスカラーと同等の速度しか出ません。

Cortex-A7 だけの Multi Core SoC も存在していますが、同じ Quad Core といっても Cortex-A9 と比べると性能が大きく劣る点は注意が必要です。

Qualcomm 独自コアの 2世代目で、 VFPv4 対応、演算ユニットの増加、NEON の out-of-order 化など大幅に強化されています。 Cortex-A15 対抗。 Scorpion 同様に他よりも市場投入が速いことが特徴。 Cortex-A9 全盛時にすでに Snapdragon には Krait が用いられていました。

Swifth/Cortex-A15 よりも実行効率は若干劣るものの高クロック動作が特徴で、総合的な性能は非常に高いと言えます。

2013-2014 現在のハイエンド Smartphone 向け CPU はほとんど全部 Krait が用いられており、 Group 2 で最もメジャーな CPU core となっています。

反面、64bit 化で遅れており Qualcomm 独自の 64bit core はまだ発表されていません。

Apple の独自 CPU core の 1世代目。 動作クロックを抑えつつ、実行効率の高さでカバーしているある意味 Krait と逆の特性を持っています。

市場投入後わずか 1年で後継の Cyclone が登場し、ハイエンドの座を明け渡すことに。 予想外に短命になりそうな CPU core。 採用端末は iPhone 5, iPhone 5c, iPad 4 のみ。

実行パイプライン、演算ユニット等、大幅に改良された ARM core 。 VFP/NEON も統合され、out-of-order で実行効率が大きく向上しています。

機能的に互換性を持った Cortex-A7 と組み合わせて big.LITTLE 構成できるのも特徴。

基本性能は高いが SmartPhone 向けは Krait 一色で、採用端末はなかなか増えません。

Apple の独自 CPU core の 2世代目です。 市場に投入された初の ARM 64bit (ARMv8, AArch64) 対応 CPU core でもあります。 64bit 化だけでなく性能的にも大きく向上しています。

Swift 同様、低い動作クロックながらも高い IPC が特徴。 演算ユニットは更に増えて、FP/NEON も実行 2～3pipe 有していることがわかっています。 NEON の single precision fp ピーク性能は他の CPU core の 2倍。

ARMv8 のお陰で倍精度演算も強化されており、倍精度演算は他の ARM CPU core の 4～8倍 (64bit mode のみ)。 新しい命令セットによるメリットが大きく、ARM の 64bit 化が非常に効果的であることを知らしめてくれた CPU 。

もちろん上位互換性があるので、ARMv7A 32bit 命令もそのまま走ります。

• http://www.arm.com/ja/products/processors/cortex-a/index.php
• http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/event/20091116_329293.html
• http://www.arm.com/ja/products/processors/cortex-a50/cortex-a53-processor.php