Erster ARM-Prozessorkern mit Simultaneous Multi-Threading

Als erster ARM-Prozessorkern verarbeitet der Cortex-A65AE zwei Threads gleichzeitig per Simultaneous Multi-Threading (SMT) – so wie es bei vielen Prozessoren unter anderem von AMD, Intel, Fujitsu, IBM und Oracle seit Jahren üblich ist.

Der Cortex-A65AE ist allerdings nicht für allgemeine Anwendungen gedacht, sondern speziell für sicherheitskritische Steuerungscomputer in Kraftfahrzeugen, Luftfahrzeugen, Industrieanlagen und Roboter: Die Buchstaben "AE" stehen für Automotive Enhanced.

Künftige Embedded Systems mit Cortex-A65AE oder auch Cortex-A76AE können Automotive-Safety-Integrity-(ASIL-)Standards für Fehlertoleranz, Zuverlässigkeit und Sicherheit einhalten. Dazu gehören beispielsweise redundante Prozessorkerne, die parallel im Lockstep-Modus denselben Programmcode und dieselben Daten verarbeiten. Dafür hat ARM seit langem auch Cortex-R-Kerne im Angebot.

Mehr Leistung

Autonome Fahrzeuge und Advanced Driver Assistance Aystems (ADAS) verlangen allerdings immer mehr Rechenleistung, die ARM64-Kerne (ARMv8) wie Cortex-A76AE und Cortex-A65AE liefern sollen.

Gleichzeitig sind aber auch Stromversorgung, Kühlung und Platz beschränkt. Um die Effizienz zu steigern, lässt sich beim Cortex-A65AE ARM DynamIQ nutzen. SMT soll den Durchsatz steigern, wenn ein Thread auf dem Prozessorkern auf Daten warten muss.

Split-Lock für Fehlertoleranz

Der Lockstep-Betriebsmodus mindert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, verlangt aber mehr Hardware-Ressourcen und steigert den Energiebedarf. Bei komplexen Rechenwerken ist es zudem sehr aufwendig, Lockstep zu implementieren.

Eine Alternative kann redundante Ausführung (Redundant Execution) mit einer zusätzlichen Prüfinstanz (Checker CPU) sein. Cortex-A65AE und Cortex-A76AE kennen auch einen Split-Lock-Modus, der die Vorteile beider Lösungen kombinieren soll. (ciw)