XScale

3. 제품군

XScale 코어는 인텔(Intel)과 마벨(Marvell)에서 제조하는 여러 마이크로컨트롤러 제품군에 사용된다.^[4]

• 애플리케이션 프로세서(PXA 접두사 사용)
• I/O 프로세서(IOP 접두사 사용)
• 네트워크 프로세서(IXP 접두사 사용)
• 제어 평면 프로세서(IXC 접두사 사용)
• 소비 가전 프로세서(CE 접두사 사용)

3. 1. 인텔 제품군

• 애플리케이션 프로세서(PXA 접두사 사용): 주로 모바일 장치 및 임베디드 시스템에 사용된다. XScale 애플리케이션 프로세서는 PXA210/PXA25x, PXA26x, PXA27x 및 PXA3xx와 같이 4세대가 있다.^[4]
• I/O 프로세서(IOP 접두사 사용): 입출력 기능 오프로드를 통해 성능 향상.
• 네트워크 프로세서(IXP 접두사 사용): 네트워크 장비에 사용되며, 제어 및 데이터 처리 담당.
• 제어 평면 프로세서(IXC 접두사 사용): 제어 평면 기능에 특화.
• 소비 가전 프로세서(CE 접두사 사용): 소비자 가전 제품을 위한 프로세서 (2007년 출시).^[29]

인텔은 PXA27x 제품군에 무선 스피드스텝, 무선 MMX(MMX명령 집합과 SSE 명령어와 XScale 독자 명령어), 임베디드용 그래픽스 코프로세서 2700G를 추가했다.

다음은 XScale I/O 프로세서를 열거한 것이다.

3. 1. 1. PXA21x/25x 계열

• 32KB I-Cache, 32KB D-Cache, 2KB Mini D-Cache
• AC97/I2S 오디오 지원
• USB-Client 지원
• 고속 UART 포트
• 흐름제어 가능 2번 UART 포트
• FIR, SIR 적외선 포트

• PXA250: 인텔의 1세대 XScale 프로세서로, 200, 300, 400 MHz의 세 가지 클럭 속도를 제공했다.
• PXA255: 2003년 3월에 출시된 PXA250의 개선 버전이다. 내부 버스 속도가 100 MHz에서 200 MHz로 두 배 증가하고, 코어 전압이 낮아져 전력 소비가 감소했다. 또한, 데이터 캐시에 Writeback 기능이 추가되어 성능이 향상되었다.^[7]

3. 1. 2. PXA26x 시리즈

3. 1. 3. PXA27x 시리즈

• 동작 주파수: 최저 104MHz ~ 최고 624MHz (절전 모드: 208MHz, 일반 모드: 520MHz)
• PXBus 클럭 속도: 104MHz
• SDRAM 메모리 클럭 속도: 104MHz
• 동작 전압: 2.25 ~ 3.75V
• 캐시: 32KB I-Cache, 32KB D-Cache, 2KB Mini D-Cache
• Wireless MMX 기술: 멀티미디어 처리 성능 향상
• Wireless SpeedStep 기술: 전력 관리 기술 (소소한 결함으로 잘 사용되지 않음)
• 오디오: AC97/I2S 오디오 지원
• USB: USB-Client/Host, USB OTG(On-the-go) 지원
• UART: 고속 3채널 UART 포트 (두 개 포트는 하드웨어 흐름 제어 지원)
• 적외선 포트: FIR, SIR 적외선 포트
• 메모리 스틱 인터페이스: 지원

• Wireless SpeedStep: 운영 체제가 부하에 따라 프로세서 클럭 속도를 낮춰 전력을 절약하는 기술이다.
• Wireless MMX (코드명 '''Concan'''): 43개의 새로운 SIMD 명령어와 XScale 고유 명령어를 포함한다. 멀티미디어 디코딩, 인코딩, 게임 속도를 높이는 데 사용된다. 16개의 추가 64비트 레지스터를 제공하며, 단일 사이클 내에 최대 8개의 덧셈 또는 4개의 MAC을 병렬로 수행할 수 있다.
• USB 호스트 인터페이스, 카메라 인터페이스와 같은 추가 주변 장치가 추가되었다.
• 전력 소비 및 지연 시간을 줄이기 위한 내부 256 KB SRAM이 탑재되었다.

3. 2. 마벨 제품군

• '''PXA3xx 시리즈''' (코드명 Monahans): 3세대 XScale 프로세서로, 1GHz 이상으로 설계되어 2005년 8월에 출시되었다. 자세한 내용은 하위 섹션을 참조.

• '''PXA90x 시리즈''' (코드명 허먼): 3G를 지원하며, 130nm 공정으로 제작되었다.^[15]

• '''PXA16x 시리즈''': Sheeva 코어 기반으로, ARMv5TE CPU 코어를 사용한다. 이 CPU 코어는 마벨의 임베디드 Kirkwood 제품군에서 사용되는 '''Feroceon''' 코어에서 파생되었지만, XScale IWMMX와의 명령어 수준 호환성을 위해 확장되었다.

• '''PXA930/935 시리즈''' (코드명 타보르): Sheeva 마이크로아키텍처를 사용하며, ARMv7 명령어 집합을 지원한다. PXA930은 65nm 기술을 사용하고,^[22] PXA935는 45nm 공정을 사용하여 제작되었다.^[21] 블랙베리 볼드 9700에 사용되었다.

• '''PXA940''': ARM Cortex-A8을 준수하며,^[23] 블랙베리 토치 9800에 사용되었고 45nm 공정으로 제작되었다.

• '''PXA986/PXA988''': 듀얼 코어 Cortex-A9 애플리케이션 프로세서를 탑재했으며, 삼성 갤럭시 탭 3 7.0과 같은 기기에 사용되었다.

• '''PXA1088''': 쿼드 코어 코어텍스-A7 애플리케이션 프로세서이며, 비반테 GPU를 탑재하고 있다.^[28]

3. 2. 1. PXA3xx 시리즈

• 부하에 따라 208MHz에서 624MHz 사이에서 가변 클럭으로 동작한다. (일반적인 사용 모드)
• 최저 104MHz에서 최고 806MHz까지 동작 가능하다.
• 설계 가능한 최고 클럭은 1.25GHz이다.
• 32KB I-Cache, 32KB D-Cache, 2KB Mini D-Cache를 내장하고 있다.
• 256KB 캐시용 SRAM을 내장하고 있다.
• x16 DDR SDRAM을 지원한다.
• Intel(R) Wireless MMX (명령어 집합)2 Co-Processor를 탑재했다.
• Wireless Intel SpeedStep Technology를 지원한다.
• 하드웨어 수준의 멀티미디어 영상(JPEG)/비디오 가속을 지원한다.
• Intel(R) QuickCapture 카메라 가속 인터페이스를 지원한다.
• USB 2.0 Client를 지원한다.
• 2채널 USB Full-Speed(12MBps) Host를 지원한다.
• 4채널 SSP 인터페이스를 지원한다.
• OpenGL ES 1.1 3D 가속을 지원한다.

• PXA320은 256KB의 L2 캐시를 추가했다.
• 내부 로컬 버스 수를 늘리고 버스 스위치 기능으로 데이터 전송 다중화를 구현했다.
• 무선 MMX2 명령어 세트를 추가했다.
• PXA320은 최고 806MHz, PXA310/300은 최고 624MHz를 지원한다.
• DDR-SDRAM을 표준 지원한다.
• NAND 컨트롤러를 내장하여 NAND 플래시 메모리에서 시스템 부팅이 가능해졌다. (NOR 플래시 메모리 대응 제품과 NAND 메모리 대응 제품 2종류 존재)

• PXA320은 VGA 16비트 컬러 대응 온칩 프레임 메모리(RAM)를 내장했다. (LCD 컨트롤러는 SVGA 해상도까지 표준 지원)
• 절전 기능이 강화되어 무선 스피드 스텝 2를 지원한다.
• LCD 컨트롤러에 2D 그래픽 가속 기능이 추가되었다.
• USB 기능이 강화되었다. (장치 기능에서 USB 2.0 고속 지원, 호스트 기능·OTG는 1.1 풀 스피드 유지)
• 퀵 카메라 캡처 기능을 지원한다. (PXA310은 최대 500만 화소 지원)
• PXA310은 MPEG2/4, H.264, JPEG 등의 코덱 기능을 하드웨어로 내장했다.

4. 한국 내 사용 사례

XScale 마이크로프로세서는 한국 내에서 다음과 같은 다양한 기기들에 사용되었다.
통신기기

• W-ZERO3 시리즈, 윈도우 모바일 기기 등 국내외 휴대 전화, 스마트폰, 휴대 정보 단말기(PDA) 등에 널리 사용되었다.
• 긴키 닛폰 철도의 운전 지원 장치로 전차 운전대에 설치되어 열차 운행 정보를 운전사에게 알리는 기기로 사용되었다.

• 휴대용 비디오 플레이어에 사용되었다.

• 마벨의 데모 전시 등을 통해 휴대용 내비게이션(PND), 전자 POP, 핸디 단말(핸디 POS 등)을 비롯한 산업용 임베디드 프로세서로 사용되고 있는 것으로 보인다.
• PXA3xx 시리즈는 산업용 임베디드 프로세서로도 이미 사용되고 있는 것으로 보인다.
• IXP4xx 시리즈는 국내외 광대역 라우터에 탑재되고 있다.

• Iyonix 데스크톱 컴퓨터의 CPU로 사용되었다.
• XScale IOP33x 스토리지 I/O 프로세서는 제온 기반 서버에 사용되었다.

5. 비판 (보수 진영 관점)

2006년 6월 27일, 인텔은 XScale PXA 모바일 프로세서 자산 매각을 발표했다. 인텔은 XScale PXA 사업부를 6억달러에 마벨 테크놀로지 그룹에 매각하기로 합의했는데,^[30] 이는 인텔이 핵심 x86 및 서버 사업에 자원을 집중하기 위한 조치였다. 마벨은 ARM에 대한 완전한 아키텍처 라이선스를 보유하여 프로세서 코어 라이선스뿐만 아니라 ARM 명령어 세트를 구현하는 칩을 설계할 수 있었다.^[30]

이 인수는 2006년 11월 9일에 완료되었다. 인텔은 마벨이 다른 제조 시설을 확보할 때까지 XScale 프로세서를 계속 제조할 것으로 예상되었으며, 이번 거래에 포함되지 않은 IXP 및 IOP 프로세서를 계속 제조 및 판매할 것이었다.^[31]

참조

_[1] 웹사이트 Marvell buys Intel's handheld processor unit for $600 million http://www.eet.com/n[...]
_[2] 웹사이트 Intel Microarchitecture XScale http://www.a4com.de/[...]
_[3] 웹사이트 3rd Generation Intel XScale(R) Microarchitecture Developer's Manual http://download.inte[...] 2007-05-01
_[4] 웹사이트 Intel And Symbian To Deliver Data-Enabled Mobile Phone Platform https://www.intel.co[...] 2024-10-13
_[5] 웹사이트 ARM Marvell SoCs — The Linux Kernel documentation https://www.kernel.o[...] 2021-01-27
_[6] 웹사이트 PXA210 Processors Datasheet pdf - Application Processors. Equivalent, Catalog https://datasheetspd[...] 2021-01-27
_[7] 웹사이트 Intel XScale, un processeur plus puissant pour les PDA https://www.01net.co[...] 2002-02-14
_[8] 웹사이트 Documentation/arm/Marvell/README · 15a48d6f42683f0d53b131b824c18a7bf84978b1 · ARM / NXP / i.MX6 / BSP8 / release / linux-4-14-secoboards-imx6-rel https://git.seco.com[...] 2021-01-27
_[9] 보도자료 Marvell Introduces Next Generation Application Processors http://www.marvell.c[...] Marvell Technology Group 2006-11-29
_[10] 웹사이트 Intel Announces 'Wireless-Internet-On-A-Chip' For Cell Phones https://www.intel.co[...] 2003-02-13
_[11] 웹사이트 Intel demonstrates the all-in one smartphone Manitoba PXA800F chip... https://www.gettyima[...] Corbis 2003-02-18
_[12] 뉴스 Intel launches cell phone chip, names endorsements Reuters 2003-02-13
_[13] 웹사이트 O2 XM music phone: Intel Mobile Media Technology debuts https://www.theregis[...] 2005-07-19
_[14] 웹사이트 O2 finally gives Intel's Manitoba a home https://www.pcworld.[...] IDG News Service 2005-06-06
_[15] 웹사이트 Intel XScale PXA900 (Hermon) Application Processor with Modem Datasheet | CPUlist http://pdadb.net/ind[...] 2013-08-02
_[16] 웹사이트 Intel Tries, Tries Again https://spectrum.iee[...] 2022-01-24
_[17] 웹사이트 Marvell Introduces Next Generation Application Processors for Smartphones, Handhelds and Consumer Electronic Devices https://www.marvell.[...] 2006-11-29
_[18] 웹사이트 Marvell ARMADA 100 Processors product page http://www.marvell.c[...]
_[19] 웹사이트 Google Translate http://translate.goo[...] 2013-08-02
_[20] 보도자료 Marvell Empowers Mass Market TD-SCDMA OPhones with PXA920 Chipset http://www.marvell.c[...] Marvell 2009-09-08
_[21] 웹사이트 Marvell PXA935 (Tavor-P65) Application Processor with Modem Datasheet | CPUlist http://pdadb.net/ind[...] 2013-08-02
_[22] 웹사이트 Marvell PXA930 (Tavor-MG1) Application Processor with Modem Datasheet | CPUlist http://pdadb.net/ind[...] 2013-08-02
_[23] 웹사이트 Marvell: History of CPU http://extranet.marv[...] 2022-01-17
_[24] 웹사이트 Blackberry Torch 9800 - Teardown : TechInsights https://archive.toda[...] 2013-08-02
_[25] 웹사이트 BlackBerry Torch - Front http://www.ubmtechin[...] 2010-11-12
_[26] 웹사이트 Marvell PXA988, PXA986 chips support 3G for China, the world without reinventing the wheel (or phone) https://www.engadget[...] 2013-08-02
_[27] 웹사이트 Samsung Galaxy Tab 3 Runs On A Marvell PXA986 Processor http://www.ubergizmo[...] 2013-08-02
_[28] 웹사이트 Marvell announces PXA1088 quad-core SoC for globetrotting phones and tablets https://www.engadget[...] 2013-08-02
_[29] 웹사이트 Intel System-On-A-Chip Media Processor Powers New Generation Of Consumer Electronics Devices http://www.intel.com[...]
_[30] 웹사이트 About the Intel XScale Microarchitecture http://www.marvell.c[...]
_[31] 웹사이트 Intel ditches mobile phone processors http://www.linuxdevi[...]
_[32] 웹사이트 Intel sells XScale business to Marvell for $600m http://www.reghardwa[...]
_[33] 웹사이트 AMD Jumps Into The ARM Server Business https://www.forbes.c[...] 2013-08-02