大原雄介のエレ・組み込みプレイバック

「プロセッサIPを出せばいい」時代の終了、Armはどう対処するか（1/2 ページ）

Armは2018年5月から6月にかけて多くのプレスリリースを出している。それらを俯瞰してみると、もう単純に「プロセッサIPだけを提供していればいい」という時代ではないことがよく分かる。その時代にArmはどう対処しようとしているのか。

公開 2018年07月13日 09時12分

著者

大原雄介

[TechFactory]

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「モバイル」「IoT」「エコシステム」の3面展開

　2018年6月にもエレクトロニクス／組み込み業界にいくつかのトピックはあったが、既にほとんどがニュースとして紹介されている。そこで、今回はちょっと毛色を変えて、Armの動向をかいつまんで紹介したいと思う。

　Armは2018年5月末に「Cortex-A76」「Mali-G76」というハイエンドCPU／GPU IPを発表し（Arm、高性能モバイルデバイス向けプロセッサIPスイートを発表）、この発表会をCOMPUTEX 2018にあわせて台湾で開催しているが、この前後にもいろいろ目まぐるしい動きを見せている。そこで2018年5～6月の発表を時系列でまとめてみると、下のようになる。

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5月2日　TSMCの22ULP/ULL向けArtisan Physical IPを提供（Arm Physical IP to Accelerate Mainstream Mobile and IoT SoC Designs on TSMC 22nm ULP/ULL Platform）
5月2日　Cortex-M35Pを発表（New Arm IP Helps Protect IoT Devices from Increasingly Prevalent Physical Threats）
5月14日 KEPCO（Korea Electric Power Corporation）とSmart Utilitiesに関しての複数年の提携を発表（Arm Drives Smart Utilities for KEPCO’s Behind the Meter Project）
5月31日　Cortex-A76/Mali-G76/Mali-V76を発表（For Small Screens to Large: Introducing a New Suite of IP for Premium Mobile Experiences ）
6月12日　Stream Technologiesを買収（Arm Expands IoT Connectivity and Device Management Capabilities with Stream Technologies Acquisition）
6月18日　Black Pepperが10番目となるArm Approved Design Partnerとして承認された事を発表（Black Pepper Spices up the Arm Approved Design Partner Program）
6月21日　Samsungの28FDS向けeMRAM Compiler IP、及び11LLP/7LLP/5LPE EUV向けPhysical IPの提供を発表（Arm and Samsung Foundry push the possibilities of semiconductor manufacturing）

　これは2018年5～6月にArmが出したプレスリリースから紹介しているが、もう少し前だと、「MicrosoftのAzure Sphereに向け、SDK-700をリリース」といった具合だ（IoT観測所（46）：「Azure Sphere」の半端ない専用チップコストは下げられるのか）。先端モバイル製品向け（Cortex-A76とSamsungの11LLP/7LLP/5LPE）、IoT向け（TSMCの22ULP/ULL、Cortex-M35P、Samsungの28FDS）、エコシステム向け（KEPCO、Stream Technologies、Black Pepper）がほぼ同数というのはちょっと面白い。

鈍化する開発速度

　先端モバイル向けに関して細かく説明する必要はないだろう。QualcommとApple以外のモバイルSoCベンダーは、いずれもArmからプロセッサIP（とGPU IPなど）を購入して自社SoCを構築している。この状況では、アプリケーションからのパフォーマンスのニーズが高まるにつれ、より高速なプロセッサIPが必要とされ、ここに向けて新たなプロセッサIPを投入するのはごく自然な話である。

　ただし開発のパイプラインを考えると、モバイルSoCベンダーの製品更新頻度は半年程度から1年程度に伸びつつある。理由はプロセス微細化が停滞しつつあることと、開発サイクルも伸びつつあることだ。

　TSMCを例に挙げれば、プロセス微細化は28nm → 20nm → 16nm → 10nm → 7nm → 5nmと進んでゆくはずであった。しかし、10nmを利用する顧客はごく少数にとどまり、16nmの低価格版（16FFC）や16FFCのセルライブラリ更新版（12FFC）を利用する顧客が多数という状況である。

　既に7nmの量産は開始されており（ただし現在はArF＋液侵のマルチパターニング）、2019年にはEUVの量産が少数ながら始まると思われるが、5nmの量産開始は早くて2020年までずれ込む見込みだ。

　メインストリーム向けのモバイルSoCであれば、別にこうした先端プロセスを追う必要はなく、手堅くTSMCの12FFCあたりを使って量産すればよいが、ハイエンド～プレミア向け製品の場合はいろいろ機能を盛り込むために、サイズや消費電力という面から先端プロセスを使う必要性がある。つまり、「先端プロセス刷新のタイミングで新製品を投入」という形になりがちである。

　これに輪を掛けているのが、こうした先端プロセスを利用する際の実装に必要な時間がどんどん長くなっていることだ。マルチパターニングを利用すると、実装にあたっての制約が非常に多く、この制約に沿った形で物理設計を行うために、設計期間が長くなりがちである。であるからして、短い周期で製品を刷新しようとした場合、それこそ7nm（non EUV）と7nm EUVと5nmの物理設計を並行して行うぐらいのリソースが必要であり、コストが跳ね上がることになる。

　結果として、モバイルSoCでもメジャーなバージョンアップの周期は長めにして、「統合されるモデムの機能を向上させる」や「動作周波数を引き上げる」「SiPの形で搭載されるメモリ量を増やす」などといったマイナーバージョンアップでしのぐという手法に変化しつつある。

　こうなると、Armとしても煩雑にハイエンドプロセッサIPを投入しても、顧客がそれを採用するまでの期間がいたずらに延びるだけになる。その意味では、設計期間短縮に向けてSamsungの11LLP/7LLP/5LPE EUV向けPhysical IPを提供、というあたりはこの物理設計の期間を短縮するための効果的な策である。もう単純にプロセッサIPだけを提供していれば済むという時代ではなくなっているのだ。

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