2017
03
06

TV BOX / OTT , SBC などの ARM-SoC 基礎メモ

ARM-Board_EKB328.jpg

昨年末、海外では結構コレ系が流行ってるのに気付き、ノッてみたんですよね。
(国内にも先達は居られますが、欧米での注目・利用度は遥かに高い)

でもなにぶんニワカ( x86 ユーザ)なもんで、SoC の見方とか全然分かんない。
せっかくなんで、そんとき調べた情報メモとか少しまとめて記事化しますよと。

という訳で、ニワカによるニワカの為の ARM-SoC 講座、みたいなお話。
まぁ今後 ARM - PC も出現?しそうだし、その手の予習にはなるかもね。
 ⇨フル機能の ARM 版 Windows 10 が 2017年後半にリリース予定
 ⇨ Linux 4.9 〜から ARMサポートが大幅強化



○ニワカによるニワカの為の ARM-SoC 講座: CPU 編
まず ARM v7 = 32bit 版 SoC で、一応の後継となる v8 系が 64bit 版。
ただ現時点 v8 系=上位とか刷新版の位置付けはなく、用途によりけり。
 ⇨ Android / Chrome OS アプリ動作上で v7 かどうかは無関係
 ⇨末期 v7 系 SoC は高クロック=汎用系の実効性能は割と高め
 ⇨今後の SBC ・開発利用には、v8 系 SoC チョイスが無難かも


んでもって、以下が現時点の基本ラインナップ。( ARM リファレンス系)
 ☆ v7 系
メインストリーム : Cortex-A15/A7 , 同中位にあたる拡張コア : Cortex-A17
 ⇨ v8 系への移行著しく、実質の現行品は Cortex-A17 のみかも?

 ☆ v8 系
メインストリーム: Cortex-A57/A53 , 民生機器向け : Cortex-A73/72
 ⇨かなり雑に言えば、Cortex-A5x 系コア=開発込みの用途向き
 ⇨単純な動作上では、Cortex-A7x 系コアが優位=高い処理性能


※備考
「 Axx/Ayy 」列記は、後述 big.LITTLE 制御における「メイン/サブ」の関係性。
 ⇨ big (メイン向き):アウトオブオーダー処理など高処理能力
 ⇨ LITTLE (サブ向き):インオーダー処理・廉価かつ省電重視

ただし実製品では、LITTLE 系のみ構成など価格帯や用途に合わせた設計もアリ。

なお A73/72 はモバイル端末向けで、A57/A53 はサーバー等のインフラ系向け。
表面的な性能では勝るため用途によっては刷新ながら、純粋な後継 CPU ではない。
この点に於いて、例えば A73/A53 , A53/A53 など構成される場合もある。

※ 3/7 付、ちょっと訂正
ARM v8 は単に世代で、一概に 64bit 版ではない= Cortex-A32 (32bit) を含む
また上記の Cortex-A53 のみ big.LITTLE 両対応、Cortex-A73/72 は共に big 系

なお、この点は以下を改めて参照したッス
Wikipedia : Comparison of ARMv8-A cores
https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_ARMv8-A_cores


○ニワカによるニワカの為の ARM-SoC 講座: 処理制御編
少し前の流行として、ARM-SoC では「オクタ(8)」など多コア製品が多数。
ただし、これは一重にモバイル端末向けの特殊な制御形式に因る SoC 設計。
また背景には「多コア=高性能」を錯誤させやすいとの思惑もあった模様。

 ☆ big.LITTLE 制御
高負荷= big コアのみ、低負荷= LITTLE コアのみ駆動という、切り替え方式。
 ⇨元々は省電や低発熱を意図した仕組みで、コア数=処理性能ではない
 ⇨廉価 SoC には LITTLE + LITTLE (クロック違い)な構成も普通にある


 ☆( big.LITTLE ) HMP 制御
上が元来の制御だが、近年の機種では部分拡張版となる " HMP " 制御が主流。
 ⇨ big + LITTLE コアを処理分担・併用する x86 CPU に近い仕組み
 ⇨ただしソフトウェア・パッチ拡張に過ぎず、標準の制御ではない

(※今後 Linux kernel での標準化を目指している:過去には却下)

※備考:制御形式の遷移
その 1. Cluster Migration Use Model (=旧 Task Migration Use Model )
その 2. CPU Migration Use Model (In-Kernel Switcher Mode)= big.LITTLE
その 3. Global Task Scheduling (Heterogeneous Multi-processing)=HMPパッチ


○ニワカによるニワカの為の ARM-SoC 講座: GPU 編
ココは SoC という構成上、コア品番やその性能だけ追求しても意味はない。
またコスト・ダウンの為、搭載 SoC 性能が無意味な部品実装の製品もある。
 ⇨用途=製造上の SoC チョイスゆえ、単純に同価格帯に左右される
 ⇨実効し得ない周辺実装なのに、単なるスペックとして性能を謳う


描画性能等に拘るなら、単純に高めの製品=上位 SoC 搭載品を選ぶべし。
 ⇨ 4k/60fps , HDR 等には HW ネイティブ対応の GPU が吉かと
 ⇨ゲーム等の動作なら RAM 速度や搭載量なども比較案件になる


んまぁ特に吟味せずとも、最低限は問題無いという解釈で良いかと。

※備考
Mali 系の GPU は多コア構成することで性能と省電性を両立させる仕組みらしい。
よって Mali-xxx 等の種別だけでは実性能が全く分らないのだが、同記載が多い。


書き起こしたら意外に長くなったんで、基礎編はここでおしまい。
次回へ続く予定


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