XScale
マイクロプロセッサコア

XScaleは、 ARM v5命令セットを実装するためにインテルによって最初に設計された中央処理装置（ CPU）用のマイクロアーキテクチャです。XScaleは、IXP、IXC、IOP、PXA、CE（詳細は後述）という複数の異なるファミリで構成されており、後期モデルの一部はシステムオンチップ（SoC）として設計されています。インテルは2006年6月にPXAファミリをマーベル・テクノロジー・グループに売却しました。[1]その後、マーベルはブランドを拡張し、ArmのCortexのような他のマイクロアーキテクチャを備えたプロセッサも含めるようになりました

XScaleアーキテクチャは、浮動小数点命令を除いたARMv5TE ISAをベースにしています。XScaleは、7段整数パイプラインと8段メモリ・スーパーパイプラインのマイクロアーキテクチャを採用しています。これは、IntelがDECのDigital Semiconductor部門から買収したIntel StrongARMマイクロプロセッサおよびマイクロコントローラの後継製品です。Intelは、StrongARMを、時代遅れのRISCプロセッサであるi860およびi960の後継製品として採用しました。

XScaleの全世代は、0.18 μmまたは0.13 μm（IXP43x部品など）プロセスで製造された32ビットARMv5TEプロセッサであり、32  KBのデータキャッシュと32 KBの命令キャッシュを備えています。第1世代および第2世代のXScaleマルチコアプロセッサは、2 KBのミニデータキャッシュも搭載しています（「頻繁に変更されるデータストリームによるDキャッシュの『スラッシング』を回避する」とされています[2]）。第3世代XScaleベースの製品は、最大512 KBの統合L2キャッシュを搭載しています[3]。

プロセッサフ​​ァミリー

XScaleコアは、 IntelとMarvell が製造する多くのマイクロコントローラファミリーで使用されています

  • アプリケーションプロセッサ（プレフィックスがPXA）XScaleアプリケーションプロセッサには、PXA210/PXA25x、PXA26x、PXA27x、PXA3xxの4世代があります。
  • I/O プロセッサ (プレフィックスは IOP)。
  • ネットワーク プロセッサ (プレフィックスは IXP)。
  • コントロール プレーンプロセッサ (プレフィックスは IXC)。
  • 民生用電子機器プロセッサ (プレフィックスは CE)。

スタンドアロン プロセッサとして、80200 および 80219 (主にPCIアプリケーション向け) もあります。

PXA

PXAシステム・オン・ア・チップ（SoC）製品は、テキサス州オースティンで設計されました。この製品ラインのコードネームは、テキサス州の小さな町の名前に由来しており、主にIntel XScaleコアおよび携帯電話SoCマーケティングチームが頻繁に訪れる鹿狩りの牧場の近くにあります。PXAシステム・オン・ア・チップ製品は、2000年から2006年にかけて、スマートフォンやPDA（ Windows Mobile、Symbian OS、Palm OS搭載）で人気を博しました。 [4]

発売日 コードネーム ARMタイプ ファブ サイズ ピン数 クロック速度
PXA21xおよびPXA26x
PXA210 2002年2月 - ARMv5 XScale1コア[5] 13x13mm [6] 255ピンT-PBGA 133MHzおよび200MHz
PXA250 コチュラ 17x17mm [6] 256ピンPBGA 200MHz  、300MHz、400MHz [ 7]
PXA255 2003年3月
PXA26x
PXA260 2003年3月 ダルハート ARMv5 XScale1コア[8] 200  MHz、300 MHz、400 MHz
PXA261
PXA263
PXA27x
PXA270 2004年4月 ブルバード ARMv5 XScale2コア 312MHz、416MHz、520MHz、624MHz
PXA271 13、104、208 MHz、または 416 MHz
PXA272 312 MHz、416 MHz、または 520 MHz
PXA3xx
PXA300 2005年8月 モナハンズ ARMv5 XScale3コア 208 MHz、624 MHz
PXA310 624MHz
PXA320 806MHz
PXA90x
PXA90x 130 nm
PXA93x
PXA930 タボール ARMv5 XScale3コア 65 nm 624 MHz、1000 MHz
PXA935 45nm

インテル

PXA16x

PXA168システムオンモジュール（tianyeit.com製）

PXA16xは、Marvellが設計したプロセッサで、Intelが設計した以前のPXA SoCコンポーネントと、wdc XscaleやARM設計ではなく、MarvellのSheevaファミリーのMohawkまたはPJ1と呼ばれる新しいARMv5TE CPUコアを組み合わせています。このCPUコアは、 Marvellの組み込み向けKirkwood製品ラインで使用されているFeroceonコアをベースにしていますが、XScale IWMMXとの命令レベルの互換性を確保するために拡張されています。

PXA210/PXA25x

インテル PXA255

PXA210は、携帯電話アプリケーションを対象としたインテルのエントリーレベルのXScaleです。2002年2月にPXA250と共にリリースされ、クロック周波数は133MHzと200MHzです

PXA25xファミリー（コードネーム：Cotulla）は、PXA250とPXA255で構成されています。PXA250は、Intelの第一世代XScaleプロセッサでした。クロック速度は、200MHz  、 300MHz、400MHzの3種類から選択できました。2002年2月に発売されました。2003年3月、PXA250のリビジョンC0がPXA255に改名されました。主な違いは、データ転送速度向上のため内部バス速度が2倍（100MHzから200MHz）、消費電力削減のためコア電圧が低下（400MHzでわずか1.3V）、そしてPXA250ではパフォーマンスが著しく低下していたデータキャッシュのライトバック機能が強化されたことです。

Intel XScale Core の機能:

  • ARMv5TE
  • ARM Thumb
  • ARM DSP
  • L1 32KBデータおよび命令キャッシュ

PXA26x

PXA26xファミリー（コードネーム：Dalhart）は、PXA260とPXA261～PXA263で構成されています。PXA260はPXA25xと同じクロック周波数のスタンドアロンプ​​ロセッサですが、PXA25xのPBGAパッケージよりも約53%小型のTPBGAパッケージを採用しています。PXA261～PXA263はPXA260と同じですが、プロセッサ上にIntel StrataFlashメモリを搭載しています。PXA261は16MBの16ビットメモリ、PXA262は32MBの16ビットメモリ、PXA263は32MBの32ビットメモリを搭載しています。PXA26xファミリーは2003年3月にリリースされました。

PXA27x

インテル PXA270（624MHz）

PXA27xファミリー（コードネーム：Bulverde）は、PXA270およびPXA271-PXA272プロセッサで構成されています。このリビジョンは、XScaleファミリープロセッサの大幅なアップデートです。PXA270は、312MHz、416MHz、520MHz、624MHzの4つの異なる速度で動作し、パッケージ化されたメモリのないスタンドアロンプ​​ロセッサです。PXA271は、13MHz、104MHz、208MHz、または416MHzで動作でき、32MBの16ビットスタックStrataFlashメモリと32M​​Bの16ビットSDRAMを同じパッケージに搭載しています。PXA272は、312MHz、416MHz、または520MHzで動作でき、64MBの32ビットスタックStrataFlashメモリを搭載しています

Intel は、PXA27x ファミリに次のような多くの新しいテクノロジも追加しました。

PXA27x ファミリは 2004 年 4 月にリリースされました。PXA27x ファミリと同時に、Intel は2700G組み込みグラフィックコプロセッサ(コード名 Marathon) もリリースしました。

PXA3xx

Toradex Colibri XScale Monahans PXA290 SODIMMモジュール（Marvell PXA320 SODIMMモジュールのプロトタイプ）

2005 年 8 月、Intel はBulverdeの後継機(コード名Monahans)を発表しました。

PDA画面で高解像度でエンコードされたビデオを再生する機能のデモでは、新しいプロセッサのクロック速度が 1.25 GHz であることが示されましたが、Intel によれば、パフォーマンスは 25% しか向上していないとのことです ( 624 MHz PXA270 プロセッサでは800  MIPS 、1.25 GHz Monahansでは 1000 MIPS )。

2700Gグラフィックプロセッサの後継機として発表されていたStanwood（コードネーム）は、後に開発中止となりました。StanwoodのSD機能はMonahansに統合されています。グラフィックス機能を強化するには、IntelはNvidia GoForceチップファミリー などのサードパーティ製チップの使用を推奨しています。

2006年11月、マーベル・セミコンダクターは、モナハンズ・ファミリを正式にMarvell PXA320、PXA300、PXA310として発表しました。[9] PXA320は現在大量出荷されており、最大806MHzまで拡張可能です。PXA300とPXA310は「624MHzまで拡張可能」な性能を提供し、PXA320とソフトウェア互換性があります。

PXA800F

コードネーム「マニトバ」のIntel PXA800Fは、GSMおよびGPRS対応の携帯電話向けに2003年にIntelが発表したSoCです。このチップは、PDAで使用されていたXScaleプロセッサコアをベースに構築され、クロック周波数は312MHz、0.13μmプロセスで製造され、4MBのフラッシュメモリとデジタル信号プロセッサを搭載していました。[10]

このチップを搭載したプロトタイプボードがインテル開発者フォーラムでデモされました。[11]インテルは、ノキア、モトローラ、サムスン、シーメンス、ソニー・エリクソンなどの大手携帯電話メーカーと、マニトバを各社の携帯電話に組み込むことについて協議中であると述べました。[12]

2005年に発売されたO2 XMは、マニトバチップの使用が記録されている唯一の携帯電話でした。[13]インテルの幹部は、この携帯電話に使用されたチップのバージョンは、最初のものよりも安価になるように改良されたと述べています。[14]

PXA90x

コードネームHermonのPXA90xは、 3G対応のManitobaの後継機でした。PXA90xは130nmプロセスで製造されています。[15]このSoCは、MarvellがIntelのXScale事業を買収した後も引き続き販売されました。[16] [17]

マーベルの下

PXA930/935

PXA930およびPXA935プロセッサシリーズは、Marvell社が開発したSheevaマイクロアーキテクチャを採用していますが、ARMv7命令セットとの互換性を確保するためにアップグレードされています。[18]このコアは、いわゆるトライコアアーキテクチャ[19]であり、コードネームはTavorです。トライコアとは、ARMv5TE、ARMv6、およびARMv7命令セットをサポートすることを意味します。[19] [20]この新しいアーキテクチャは、従来のXscaleアーキテクチャから大きく進化しました。PXA930は65nmプロセス[21]を採用しており、PXA935は45nmプロセスで製造されています。[20]

PXA930 はBlackBerry Bold 9700で使用されています。

PXA940

PXA940は、2010年にリリースされたARMv7シングルコアCPUで、クロック周波数は624～1000MHzです。DDR2メモリをサポートし、45nmプロセスで製造されています。[22] ARM Cortex-A8に準拠していることが知られています。[23] BlackBerry Torch 9800 [24] [25]にも搭載されています

PXA986/PXA988

XScaleとSheevaに続き、PXA98xは3番目のCPUコア設計を採用しています。今回はARMから直接ライセンス供与されたデュアルコアCortex A9アプリケーションプロセッサ[26]で、Samsung Galaxy Tab 3 7.0 [27]などのデバイスで使用されています

IXC

IXC1100

IXC1100プロセッサは、266、400、533MHzのクロック速度、133MHzバス、32KBの命令キャッシュ、32KBのデータキャッシュ、2KBのミニデータキャッシュを備えています。また、533MHz動作時に2.4Wの低消費電力設計となっています。このチップは35mm PBGAパッケージで提供されます

IOP

IOPシリーズのプロセッサは、コンピュータとストレージデバイスがデバイスのメインCPUからI/O機能をオフロードすることで、データ転送とパフォーマンス向上を可能にするように設計されています。IOP3XXプロセッサはXScaleアーキテクチャに基づいており、旧式の80219 sdおよびi960ファミリのチップを置き換えるように設計されています。現在、IOPプロセッサにはIOP303、IOP310、IOP315、IOP321、IOP331、IOP332、IOP333、IOP341、IOP342、IOP348の10種類があります。クロック速度は100MHzから1.2GHzの範囲です。プロセッサは、PCIバスの種類、PCIバス速度、メモリの種類、最大メモリ容量、プロセッサコアの数も異なります

IXPネットワークプロセッサ

セラミックパッケージのIntel XScale IXP425 SoC

XScale コアは、Intel の IXP ネットワーク プロセッサ ラインの第 2 世代で使用されています。第 1 世代では StrongARM コアが使用されていました。IXP ネットワーク プロセッサ ファミリは、中小規模のオフィスのネットワーク アプリケーションを対象としたソリューションである IXP4XX から、OC-192ライン レートまで維持できる IXP2850 などの高性能ネットワーク プロセッサまで多岐にわたります。IXP4XX デバイスでは、XScale コアは制御プレーン プロセッサとデータ プレーン プロセッサの両方として使用され、システム制御とデータ処理の両方を提供します。IXP2XXX デバイスでの XScale のタスクは、通常、制御プレーン機能のみを提供することであり、データ処理はマイクロエンジンによって実行されます。このような制御プレーンのタスクの例には、ルーティング テーブルの更新、マイクロエンジンの制御、メモリ管理などがあります。

CE

2007年4月、インテルは民生用電子機器市場をターゲットとしたXScaleベースのプロセッサ、インテルCE 2110（コードネーム：Olo River）を発表しました。[28]

アプリケーション

XScaleマイクロプロセッサは、RIMのBlackBerryハンドヘルド、Dell AximファミリーのPocket PC、PalmのZire、Treo、Tungstenハンドヘルドシリーズのほとんど、 Sharp Zaurusの後継機種、Motorola A780、Acer n50、Compaq iPaq 3900シリーズ、その他のPDAに使用されました。RISC OSを実行するIyonix PCデスクトップコンピュータと、Linuxを実行するNSLU2（Slug）のCPUにも採用されました。XScaleは、 Creative ZenポータブルメディアプレーヤーやAmazon Kindle電子書籍リーダー などのPVP（ポータブルビデオプレーヤー）、PMC（ポータブルメディアセンター）、産業用組み込みシステムにも使用されています

市場のもう一方の端では、XScale IOP33x ストレージ I/O プロセッサが、一部の Intel Xeonベースのサーバー プラットフォームで使用されています。

PXAプロセッサラインの販売

2006年6月27日、インテルのXScale PXAモバイルプロセッサ資産の売却が発表されました。インテルは、XScale PXA事業をMarvell Technology Groupに推定6億ドルの現金と未特定の債務の引受で売却することに合意しました。この売却は、インテルがコア事業であるx86およびサーバー事業にリソースを集中させることを目的としていました。MarvellはARMの完全なアーキテクチャライセンスを保有しており、プロセッサコアのライセンス供与だけでなく、ARM命令セットを実装するチップの設計も可能となっています。[29]

買収は2006年11月9日に完了した。インテルは、マーベルが他の製造施設を確保するまでXScaleプロセッサの製造を継続すると予想され、IXPおよびIOPプロセッサは取引に含まれていなかったため、製造と販売を継続する予定であった。[30]

インテルにおけるXScaleの取り組みは、1998年にデジタル・イクイップメント・コーポレーションからStrongARM部門を買収したことから始まりました。[31]インテルはXScaleの売却後もARMライセンスを保有しています。[31]このライセンスはアーキテクチャレベルのものです。[32]

参照

参考文献

  1. ^ 「マーベル 、インテルのハンドヘルドプロセッサ部門を6億ドルで買収」EETimes
  2. ^ 「Intel Microarchitecture XScale」(PDF) 。 2017年2月15日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2016年9月30日閲覧。
  3. ^ 「第3世代Intel XScale(R)マイクロアーキテクチャ開発者マニュアル」(PDF) 2007年5月。2008年2月25日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  4. ^ 「IntelとSymbian、データ対応の携帯電話プラットフォームを提供」www.intel.com . 2024年10月13日閲覧。
  5. ^ 「ARM Marvell SoC — Linuxカーネルドキュメント」www.kernel.org . 2021年1月27日閲覧。[永久リンク切れ]
  6. ^ ab 「PXA210プロセッサデータシートpdf - アプリケーションプロセッサ。同等品、カタログ」。datasheetspdf.com 。 2021年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年1月27日閲覧。
  7. ^ ベディン、フランソワ (2002 年 2 月 14 日)。 「Intel XScale、un processeur plus puissant pour les PDA」[Intel XScale、PDA 用のより強力なプロセッサ]。01net (フランス語) 。2021年1月27日閲覧。
  8. ^ “Documentation/arm/Marvell/README · 15a48d6f42683f0d53b131b824c18a7bf84978b1 · ARM / NXP / i.MX6 / BSP8 / release / linux-4-14-secoboards-imx6-rel”. GitLab . 2021年1月27日閲覧。
  9. ^ 「Marvell、次世代アプリケーションプロセッサを発表」（プレスリリース）Marvell 2006年11月29日。2009年12月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  10. ^ 「Intel、携帯電話向け『Wireless-Internet-On-A-Chip』を発表」Intel Newsroom 2003年2月13日。2022年1月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年1月24日閲覧。
  11. ^ Kulish, Kim (2003-02-18). 「Intel、オールインワンスマートフォン向けManitoba PXA800Fチップをデモ…」Getty Images . Corbis . 2022年1月24日閲覧。
  12. ^ Young, Doug (2003-02-13). 「インテルが携帯電話用チップを発表、各社から支持表明」ロイター.
  13. ^ Smith, Tony (2005年7月19日). 「O2 XM music phone: Intel Mobile Media Technology debuts」. The Register . 2022年1月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月24日閲覧。
  14. ^ Krazit, Tom (2005年6月6日). 「O2、ついにIntelのマニトバに拠点を」PC World Australia . IDG News Service. 2022年1月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年1月24日閲覧。
  15. ^ Intel XScale PXA900 (Hermon) アプリケーションプロセッサ（モデム搭載）データシート | CPUlist. PDAdb.net (2012年2月25日). 2013年8月2日閲覧。
  16. ^ Goldstein, Harry (2005年1月1日). 「Intel Tries, Tries Again」. IEEE Spectrum . 2022年1月24日閲覧。
  17. ^ 「Marvell、スマートフォン、ハンドヘルド、民生用電子機器向け次世代アプリケーションプロセッサを発表」Marvell . 2006年11月29日. 2022年1月24日閲覧。
  18. ^ (オランダ語) Google Vertalen。 Translate.google.nl。 2013 年 8 月 2 日に取得。
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  20. ^ ab Marvell PXA935 (Tavor-P65) アプリケーションプロセッサ（モデム搭載）データシート | CPUlist. PDAdb.net (2012年2月25日). 2013年8月2日閲覧。
  21. ^ Marvell PXA930 (Tavor-MG1) アプリケーションプロセッサ（モデム搭載）データシート | CPUlist. PDAdb.net (2012年2月25日). 2013年8月2日閲覧。
  22. ^ [1] Marvell PXA940 (Tavor) データシート. PhoneDB. 2025年7月6日閲覧。
  23. ^ “Marvell: CPUの歴史”. extranet.marvell.com . 2010年8月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月17日閲覧。
  24. ^ Blackberry Torch 9800 - 分解：TechInsights. Ubmtechinsights.com (2012年10月25日). 2013年8月2日閲覧。
  25. ^ “BlackBerry Torch - Front”. 2011年7月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年11月12日閲覧。
  26. ^ Fingas, Jon. (2012年8月14日) Marvell PXA988、PXA986チップは、車輪（または携帯電話）を再発明することなく、中国と世界向けの3Gをサポートします。Engadget.com。2013年8月2日閲覧。
  27. ^ Samsung Galaxy Tab 3はMarvell PXA986プロセッサを搭載。Ubergizmo。2013年8月2日閲覧。
  28. ^ 「Intel システムオンチップ メディアプロセッサが新世代の民生用電子機器を強化」。
  29. ^ 「Intel XScaleマイクロアーキテクチャについて」。2009年8月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  30. ^ 「Intel、携帯電話用プロセッサを廃止」。2012年9月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  31. ^ ab “Intel、XScale事業をMarvellに6億ドルで売却”. 2010年5月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年12月23日閲覧。
  32. ^ AMD、ARMサーバー事業に参入。Forbes。2013年8月2日閲覧。
  • インテル XScale テクノロジーの概要
  • IXP4XX ツールキット
  • インテル® StrataFlash™ メモリ
  • Marvell PXA168 高性能プロセッサー 製品概要
  • インテル® XScale™ マイクロアーキテクチャ向けに最適化された Linux コード
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