A Cortex-A15 az ARM jelenleg elérhető leggyorsabb, okostelefonokba, tabletekbe és egyéb készülékekbe szánt, ARMv7 utasításarchitektúrát (ISA) használó processzora. Azonos órajelen és magszámmal jellemzően 40%-kal gyorsabb elődjénél, a Cortex-A9-nél. Felépítését tekintve egy klaszterben 1-4 magot tartalmazhat (több mag esetén Cortex-A15 MP-nek hívják), de akár négy klaszter (összesen 16 mag) is összefogható, okostelefonokban viszont nem számítunk egynél több klaszteres megvalósításra. A maximális órajel jelenleg 28-32 nm-es gyártási technológia mellett 2,5 GHz lehet (Cortex-A9 2,0 GHz-ig ment fel), a jövőben 22 nm-en még nagyobb sebesség várható. A központi egység dekódolója három utasítás szélességű (multi-issue), futószalagja ARM viszonylatban elég hosszú, 15 vagy akár 25 lépcsős (Cortex-A9 8-11 lépcsős), támogatja a soron kívüli (out-of-order) végrehajtást (ezért lehet hosszabb a futószalag).

ARM Cortex-A15 vázlatos felépítése

Minden maghoz 32 kB adat és 32 kB utasítás elsőszintű gyorsítótár tartozik, egy klaszternek (vagyis 1-4 magnak) összesen 4 MB második szintű gyorsítótára lehet, amit a magok megosztanak egymás közt. Többklaszteres elrendezésnél harmadik szintű gyorsítótárat is használnak. A magok mellett kötelezően jelen van a korábbi AMR megoldásokból ismert, multimédiás utasításokat tartalmazó NEON kiterjesztés, és a továbbfejlesztett, VFPv4 lebegőpontos utasításokat tartalmazó kiterjesztés, ami a Cortex-A9-ben még csak opcionális volt. Jellemzően két 32 bites csatornából álló, LPDDR2/LPDDR3 RAM-ot támogató memóriavezérlő kapcsolódik a rendszerhez 533/800 MHz-es órajellel.

Az ARM Cortex-A15 egyik érdekessége, hogy nagy teljesítménye miatt a komoly optimalizálások ellenére is meglehetősen energiaigényes, ezért úgy alakították ki, hogy szorosan együtt tudjon működni a vele funkcionálisan megegyező, de szerényebb teljesítményű (kb. a Cortex-A15 fele, a Cortex-A9 80%-a) és lényegesen kisebb fogyasztású Cortex-A7 maggal. A kétféle magból létrehozott heterogén, ARM által big.LITTLE-nek nevezet rendszer önműködően dönti el, melyik feladatot melyik magra osztja. Viccesen mondva, a Cortex-A15 magok a komoly teljesítmény domborítását igénylő benchmark programokban és játékokban aktívak, a szerény, de egyáltalán nem gyenge Cortex-A7 magok pedig a mindennapi feladatokat (telefonálás, internetezés, médialejátszás) végzik.

A legmodernebb okostelefonokba és tabletekbe szánt SoC rendszerek többsége Cortex-A15 magokra épít, például az NVIDIA Tegra 4 (négy mag + egy energiatakarékos), Samsung Exynos 5 (négy mag + négy energiatakarékos), Texas Instruments OMAP5 (két mag), de az LG-től, sőt a kisebb, kínai gyártóktól is várhatóak majd ilyen megoldások.