5000 円 STM32F7 ボードで ARM の最新テクノロジーをかい間見てみる 400MHz 級制御プロセッサ ご購入はこちら ARM Cortex-M7 初体験 第 2 回 高性能リアルタイム向け Cortex-M7 の演算性能 Networking 1 Telecom 1 Consumer Autolndy (DP FP) Autolndy (lnt) 1 1.1 Cortex-M7 1.3 1.5 1.2 単精度 データ 1.6 1.2 1.6 Cortex-R5 1 1 1.4 Cortex-M4 図 1 整数寄りの指標 EEMBC ベンチマーク（各カテゴリの幾何平 均） を見るとCortex-M7の処理性能はCortex-M4の約1.5倍ある （値 が大きいほど性能がよい） 今回は高性能リアルタイム向けコア ARM CortexM7（以下 Cortex-M7）の演算性能について，各種ベン チマークを参照しつつ考察してみます．ちなみに前回 は，CPU コアの内部構造，そしてパイプライン動作 について解説しているので，興味がある方は参照して みてください． まずは公表性能ベンチマークから 位置付けを考察 ■ その 1：高性能リアルタイム・プロセッサ Cortex-R との比較 ● 整数演算性能は Cortex-R5 の 1.3 倍 Cortex-M7 は，高性能リアルタイム・プロセッサ ARM Cortex-R（以下 Cortex-R）シリーズと特徴が似 ています．Cortex-R シリーズと比較した性能が気に な り ま す． … と 思 っ て い た と こ ろ，Cortex-M4， Cortex-R5，Cortex-M7 の相対性能が公表されました（1）． 図 1 に結果を示します．これは（CoreMark ではない通 常の）EEMBC ベンチマークの各カテゴリ別に結果の 幾何平均をとって比較をしたものです．比較は同一動 166 Cortex-R5 倍精度 データ 1 Cortex-M7 中森 章 0.0 Cortex-M4 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 図 2 浮動小数点演算のベンチマーク EEMBC FPMark による 性能比較（値が大きいほど性能がよい） 作周波数で行われています（つまり IPC，Instructions Per Cycle の比較） ． Cortex-M4 に対して Cortex-M7 は約 1.5 倍の性能で 予想（予定？）通りです．着目したいのは，Cortex-R5 に対しても Cortex-M7 は約 1.3 倍の性能を持っている 点です． ● 浮動小数点演算性能も Cortex-R5 の 1.4 倍 EEMBC ベンチマークはどちらかというと，整数性 能寄りの比較ですが，浮動小数点性能の比較も行われ ています．それを図 2 に示します．これは EEMBC の FPMark というベンチマークの結果です．例によって 同一動作周波数での比較です．FPMark とはあまり聞 かないベンチマークですが，2013 年 8 月に EEMBC に よって提案された，浮動小数点性能を測定するベンチ マークのようです．図 2 の説明書きには「スモール・ データ・セットによる結果」となっていますが，その 詳細は不明です．Cortex-R5 と Cortex-M7 を比べた場 合，単精度浮動小数点性能は同等，倍精度浮動小数点 性能は 1.4 倍です． つまり，Cortex-M7 は，整数性能も浮動小数点性能 も（同一動作周波数なら）Cortex-R5 を上回っているよ うです．すると，Cortex-R5 の存在意義は，高い動作 周波数という点しかなくなってしまいます（というの は言い過ぎか）．Cortex-R5 は最高で 1GHz 動作を想定 しています．Cortex-M7 は 400MHz 動作を想定してい ます．ということは，同一動作周波数で 2.5 倍の性能 差 が つ か な け れ ば，Cortex-R5 に 分 が あ る の で す． 第 1 回 最新 ARM Cortex-M7 コア入門（2016 年 11 月号） 2016 年 12 月号
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