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크레이트 (CPU)

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목차

1. 개요

크레이트(Krait)는 퀄컴이 설계한 32비트 ARM 아키텍처 기반의 CPU로, 스콜피온 CPU를 개선하여 파이프라인 구조를 변경하고, 3중 디코드 및 4중 비순차 예측 실행 수퍼스칼라 아키텍처를 채택했다. VFPv4 부동소수점 연산 장치와 128비트 NEON 명령을 지원하며, L0, L1, L2 캐시 용량이 증가했다. TSMC의 28nm LP 및 HPm 공정을 사용하며, 비동기 코어 제어 방식을 통해 소비전력을 감소시킨다. Krait 200, 300, 400, 450 등의 종류가 있으며, 스냅드래곤 S4 Plus, S4 Pro, 400, 600, 800, 805 제품군에 적용되었다.

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크레이트 (CPU)
개요
종류ARMv7-A, Thumb-2 기반 CPU
제조사퀄컴
설계 회사퀄컴
출시 시작2012년
이전 모델스콜피온
다음 모델크리오
성능
클럭 속도 (최저)1 GHz
클럭 속도 (최고)2.7 GHz
코어 수2 또는 4
L1 캐시16 KiB 및 16 KiB
L2 캐시1 MiB 또는 2 MiB

2. 특징

크레이트는 이전의 스콜피온 CPU에 비해 다음과 같은 특징을 갖는다.[8]


  • 파이프라인 구조가 11단계로 변경되었다.
  • 3중 디코드 및 4중 비순차 예측 실행 슈퍼스칼라 아키텍처를 채택하였다.
  • 부동소수점 연산 장치(FPU)가 기존의 파이프라인 VFPv3에서 VFPv4로 변경되었고, 128비트 NEON 명령을 지원한다.
  • L0 캐시는 4+4KB 다이렉트 매핑, L1 캐시는 16+16KB 4-way, L2 캐시는 8-way 1MB(듀얼 코어) 및 2MB(쿼드 코어)로, 스콜피온의 256/512KB에 비해 4배 증가하였다.
  • 프로세서 제조 공정은 TSMC의 28 nm LP 및 HPm(Krait 400 이후)을 채택하였다.
  • Krait 400 이후 프로세서는 이전에 비해 최고 클럭이 높아졌다.
  • 스콜피온 아키텍처와 마찬가지로 소비전력을 감소시키기 위해 비동기 코어 제어 방식을 채택하였으며, 각 코어의 클럭 속도는 부하에 따라 능동적으로 조절된다.
  • Krait 300 아키텍처에서는 L2 캐시에 하드웨어적 Data Prefetcher가 도입되었으며 분기 예측이 향상되어 단일 스레드에서의 IPC(클럭 당 명령어 처리)가 향상되었다. 그 결과 부동소수점 성능과 자바스크립트 성능이 향상되었다.[9]


Krait는 여러 종류가 존재하는데, 종류별 자세한 특징은 하위 항목을 참조하면 된다.

2. 1. 종류

크레이트(Krait)는 여러 종류의 파생형이 있으며, 각각 다음과 같은 특징을 가진다.

종류적용 제품군제조 공정성능 (DMIPS/MHz)
KraitS4 Plus 및 Prime28nm3.3
Krait 200S4 Pro, 400 일부28nm3.1
Krait 300S4 Pro, 400 일부 및 60028nm3.39[10]
Krait 40080028nm3.39
Krait 45080520nm3.51



과거 스콜피온 CPU에 비해 파이프라인 구조가 11단계로 변경되었고, 3중 디코드 및 4중 비순차 예측 실행 수퍼스칼라 아키텍처를 채택하였다. 부동소수점 연산 장치(FPU)는 기존 파이프라인 VFPv3에서 VFPv4로 변경되었고 128비트 NEON 명령을 지원한다.[8] L0 캐시는 4+4KB 다이렉트 매핑, L1 캐시는 16+16KB 4-way, L2 캐시는 8-way 1MB(듀얼코어) 및 2MB(쿼드코어)로, 스콜피온의 256/512KB에 비해 4배 증가하였다.

Krait 300 아키텍처에서는 L2 캐시에 하드웨어적 Data Prefetcher가 도입되었으며 분기 예측이 향상되어 단일 스레드에서의 IPC(클럭 당 명령어 처리)가 향상되었다. 그 결과 부동소수점 성능과 자바스크립트 성능이 향상되었다.[9]

2. 1. 1. Krait


  • 3-웨이 디코드 및 4-웨이 아웃오브오더 추측 발행 슈퍼스칼라 실행을 갖춘 11단계 정수 파이프라인
  • 파이프라인 VFPv4[2] 및 128비트 폭 NEON (SIMD)
  • 7개의 실행 포트
  • 4KB + 4KB 직접 매핑 L0 캐시
  • 16KB + 16KB 4-웨이 세트 연관 L1 캐시
  • 1MB (듀얼 코어) 또는 2MB (쿼드 코어) 8-웨이 세트 연관 L2 캐시
  • 듀얼 코어 또는 쿼드 코어 구성
  • 성능 (DMIPS/MHz):

제품명성능제조 공정
Krait 2003.328 nm LP
Krait 3003.39[3]28 nm LP
Krait 4003.3928 nm HPm
Krait 4503.5128 nm HPm


  • 3개의 명령 디코딩과 4개의 명령 발행의 아웃 오브 오더 실행 기능과 추측 실행 기능을 지원하며 11단계 파이프라인을 갖춘 수퍼스칼라
  • 파이프라인 VFPv4[6]와 128비트 폭의 NEON (SIMD)
  • 7개의 실행 포트(유닛)
  • 4 KB + 4 KB 다이렉트 맵 L0 캐시
  • 16 KB + 16 KB 4-way 세트 연관 L1 캐시
  • 1 MB (듀얼 코어) 또는 2 MB (쿼드 코어) 8-way 세트 연관 L2 캐시
  • 듀얼 또는 쿼드 코어 구성
  • 성능(DMIPS/MHz):

제품명성능제조 공정
Krait 2003.328 nm LP
Krait 3003.39[7]28 nm LP
Krait 4003.3928 nm HPm
Krait 4503.5128 nm HPm



(참고: 중복 내용을 제거하고, 표의 nm뒤에  를 제거했습니다.)

2. 1. 2. Krait 200


  • 3개의 명령 디코딩과 4개의 명령 발행의 아웃 오브 오더 실행 기능과 추측 실행 기능을 지원하며 11단계 파이프라인을 갖춘 수퍼스칼라이다.
  • 파이프라인 VFPv4[2]와 128비트 폭의 NEON (SIMD)을 지원한다.
  • 7개의 실행 포트(유닛)가 있다.
  • 4KB + 4KB 다이렉트 맵 L0 캐시를 가진다.
  • 16KB + 16KB 4-way 세트 연관 L1 캐시를 가진다.
  • 1MB (듀얼 코어) 또는 2MB (쿼드 코어) 8-way 세트 연관 L2 캐시를 가진다.
  • 듀얼 또는 쿼드 코어 구성이다.
  • 성능(DMIPS/MHz): 3.3 (28nm LP)

2. 1. 3. Krait 300


  • 3-웨이 디코드 및 4-웨이 아웃오브오더 추측 발행 슈퍼스칼라 실행을 갖춘 11단계 정수 파이프라인
  • 파이프라인 VFPv4[2] 및 128비트 폭 NEON (SIMD)
  • 7개의 실행 포트
  • 4KB + 4KB 직접 매핑 L0 캐시
  • 16KB + 16KB 4-웨이 세트 연관 L1 캐시
  • 1MB (듀얼 코어) 또는 2MB (쿼드 코어) 8-웨이 세트 연관 L2 캐시
  • 듀얼 코어 또는 쿼드 코어 구성
  • 성능 (DMIPS/MHz):

종류성능제조 공정
Krait 2003.328 nm LP
Krait 3003.39[3]28 nm LP
Krait 4003.3928 nm HPm
Krait 4503.5128 nm HPm



Krait 300은 S4 Pro, 400 일부 및 600 제품군에 적용되었다.[7]

2. 1. 4. Krait 400


  • 3개의 명령 디코딩과 4개의 명령 발행의 아웃 오브 오더 실행 기능과 추측 실행 기능을 지원하며 11단계 파이프라인을 갖춘 수퍼스칼라이다.
  • 파이프라인 VFPv4[6]와 128비트 폭의 NEON (SIMD)을 지원한다.
  • 7개의 실행 포트(유닛)가 있다.
  • 4 KB + 4 KB 다이렉트 맵 L0 캐시가 있다.
  • 16 KB + 16 KB 4-way 세트 연관 L1 캐시가 있다.
  • 1 MB (듀얼 코어) 또는 2 MB (쿼드 코어) 8-way 세트 연관 L2 캐시가 있다.
  • 듀얼 또는 쿼드 코어 구성이다.
  • 성능(DMIPS/MHz): 3.39 (28 nm HPm)[3]

2. 1. 5. Krait 450


  • 3개의 명령 디코딩과 4개의 명령 발행의 아웃 오브 오더 실행 기능과 추측 실행 기능을 지원하며 11단계 파이프라인을 갖춘 수퍼스칼라이다.
  • 파이프라인 VFPv4[6]와 128비트 폭의 NEON (SIMD)을 지원한다.
  • 7개의 실행 포트(유닛)가 있다.
  • 4 KB + 4 KB 다이렉트 맵 L0 캐시, 16 KB + 16 KB 4-way 세트 연관 L1 캐시, 1 MB (듀얼 코어) 또는 2 MB (쿼드 코어) 8-way 세트 연관 L2 캐시를 갖는다.
  • 듀얼 또는 쿼드 코어 구성이다.
  • 성능(DMIPS/MHz): 3.51 (28 nm HPm)이다.

참조

[1] 웹사이트 Qualcomm's New Snapdragon S4: MSM8960 & Krait Architecture Explored http://www.anandtech[...] Anandtech 2013-07-28
[2] 웹사이트 Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks http://www.anandtech[...] Anandtech 2013-07-28
[3] 웹사이트 Krait 300 Bumps Up Performance http://www.linleygro[...] The Linley Group 2013-07-28
[4] 웹사이트 Qualcomm's New Snapdragon S4: MSM8960 & Krait Architecture Explored http://www.anandtech[...] Anandtech 2013-07-28
[5] 뉴스 Snapdragon 820の新CPU「Kryo」は現行ハイエンド810比で電力効率が2倍に劇的進化 https://gigazine.net[...] GIGAZINE
[6] 웹사이트 Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks http://www.anandtech[...] Anandtech 2013-07-28
[7] 웹사이트 Krait 300 Bumps Up Performance http://www.linleygro[...] The Linley Group 2013-07-28
[8] 웹인용 Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks http://www.anandtech[...] Anandtech 2013-07-28
[9] 웹인용 Qualcomm's Next-Gen Krait 400 & Krait 300 Announced in Snapdragon 800 & 600 SoCs http://www.anandtech[...] 2013-09-30
[10] 웹인용 Krait 300 Bumps Up Performance http://www.linleygro[...] The Linley Group 2013-07-28


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