arm vs RISC-V！主要MCUの特徴と性能を徹底比較：知っておきたい主要MCU（2/3 ページ）

[リョーサン]

2. 主要なMCUコアの機能・性能比較

CoreMarkベンチマーク

　EEMBCで公開されているCoreMarkのベンチマーク結果を見てみましょう。

　どのアーキテクチャも基本的にはコアの世代、ランクが上がると周波数あたりの性能（CoreMark/MHz）が上がっているのが分かります。

　RISC-Vは同名のコアでのIPとして固まったものではなく、各社がIPへの実装を工夫するため、同名コア（同じExtensionを盛り込んだもの）でも実装により性能が変わります。Andes Technologyでは20番台は5-stage、40番台は8-stageとなるため、性能差が出ています。

※RISC-Vのコア名（Extension）に関しては、この後説明します。

CoreMarkベンチマーク（EEMBC公開情報より引用）

arm

　現在、ARMのMCUコアはARMv6-MからARMv8.1-Mまでを展開しています。

ARM Cortex-M（white paperより引用）

　ARMv6-MからARMv7-Mまではスケーラブルに命令セットを拡張する形で、Cortex-M0/M0+からM7まで製品展開しています。

　ARMv7-MからARMv8-Mの変化は、Cortex-M4とCortex-M33を例に見ると、TrustZone対応とMTB（Micro Trace Buffer）であることが分かります。

Cortex-M4とCortex-M33の比較

　IoT化が進む中、機器のセキュリティ対応が必要となっていますが、ARMv8-MではTrustZoneによりセキュリティの強化を図っています。

　細かな構成差分は下表をご参照ください。

ARM Cortex-M Processor Comparison Tableより引用

RISC-V

　Base ISAであるRV32I, RV64I, RV32Eを基本として、下表に示す拡張命令セット（Extension）を付加することでMCUコアでサポートするISAを決定します。拡張命令セットの組み合わせにより、アプリケーションで必要となる機能を実現します。

　また、RISC-Vコアの名称は下表のExtensionで対応しているもののNameを上から順に記載するものとなります。

RISC-V Standard ISA一覧

　RISC-VのオペコードマップにはCustom0〜3があり、カスタム命令として独自の命令を実装することが可能です。MCUコアベンダーがアプリケーションに合わせた命令を実装することで、アプリケーションの処理速度を向上させることができます。

The RISC-V Instruction Set Manual Volume I Unprivileged ISA より引用