輕松讀懂移動(dòng)處理器 CPU微架構(gòu)全解析
上圖是高通 2012 年 11 月于分析者日會(huì)議上公布的 AP 產(chǎn)品路線圖
雖然 2012 年年初的時(shí)候 NVIDIA Tegra 3 大放異彩，但是到了臨近年末的時(shí)候，高通的 Snapdragon 4 Pro APQ8064 卻已經(jīng)是成為了幾乎所有性能導(dǎo)向新 Android 手機(jī)的主角，其中一個(gè)重要原因就是它采用的 Krait 微架構(gòu)能提供對(duì)手不具備的特性。
Krait 微架構(gòu)是高通第四代 Snapdragon（驍龍）處理器所搭配的 CPU 內(nèi)核微架構(gòu)，是 ARMv7 架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，屬于高通的 ARM 架構(gòu)級(jí)授權(quán)、自行研發(fā)的處理器內(nèi)核微架構(gòu)。
Krait 的前身是 Scorpion，在產(chǎn)品布局上它和 Scorpion 有些類似，例如 Scorpion 定位于 Cortex-A8 和 Cortex-A9，而 Krait 的定位也是類似，即 Cortex-A9 和 Cortex-A15 之間，具備一些 Cortex-A15 的特征。
例如 L0 cache（Cortex-A15 上有類似作用的 loop buffer，相當(dāng)于 L0 I-cache，指令調(diào)度器無(wú)需經(jīng)過(guò)解碼器就能抓到小循環(huán)的微操作指令）、三路超標(biāo)量、VFP4 浮點(diǎn)單元、128-bit SIMD 處理能力（高通稱 SIMD 單元為 VeNum，ARM 自己則稱之為 NEON）以及基于 A15 同級(jí)的半導(dǎo)體制程節(jié)點(diǎn)。至于有人說(shuō) Krait 是 A9 的改進(jìn)版，這樣的觀點(diǎn)我很難認(rèn)同，它和 Scorpion 都類似于當(dāng)年 DEC 獲得 ARMv4 ISA 授權(quán)而自行研發(fā)的微架構(gòu)。
不過(guò)另一方面，Krait 的亂序執(zhí)行要遜色于 Cortex-A15，后者具備八個(gè)指令發(fā)射端口和八個(gè)執(zhí)行端口，每一個(gè)執(zhí)行端口都對(duì)應(yīng)一個(gè)（準(zhǔn)）保留站（有些類似于 AMD K7-K10），而 Krait 只有四個(gè)指令發(fā)射端口和七個(gè)執(zhí)行端口，并且采用的是類似 Cortex-A9 或者說(shuō) Pentitum Pro 方式的單個(gè)大規(guī)模指令發(fā)射隊(duì)列單元。
| 微架構(gòu)對(duì)比 ARM vs 高通 | ||||||
| ARM11 | ARM Cortex A8 | ARM Cortex A9 | ARM Cortex A15 | Qualcomm Scorpion | Qualcomm Krait | |
| 解碼能力 | 單路 | 雙路 | 雙路 | 三路 | 雙路 | 三路 |
| 整數(shù)流水線 | 8 級(jí) | 13 級(jí) | 8 級(jí) | 15 級(jí) | 10 級(jí) | 11 級(jí) |
| 亂序執(zhí)行 | 否 | 否 | 是 | 是 | 部分 | 是 |
| 浮點(diǎn)單元 | VFP11 (流水線式) |
VFPv3 (非流水線式) |
可選 VFPv3 (流水線式) |
VFPv4 (流水線式) |
VFPv3 (流水線式) |
VFPv4 (流水線式) |
| SIMD（NEON） | 不具備 | 具備 (64-bit) |
可選 MPE (64-bit) |
具備 (128-bit) |
具備 (128-bit) |
具備 (128-bit) |
| 半導(dǎo)體制程 | 90nm | 65nm/45nm | 40nm | 32nm | 40nm | 28nm |
| 典型頻率 | 412MHz | 600MHz/1GHz | 1.2GHz | 2GHz | 1GHz | 1.5GHz |
在現(xiàn)實(shí)測(cè)試中，Krait 的表現(xiàn)和它的微架構(gòu)一樣，提供了比 Cortex-A9 更強(qiáng)的性能，在對(duì)單線程性能較高的應(yīng)用中，即使是雙核版的 Karit 都可以比四核 Cortex-A9 更快。
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