輕松讀懂移動(dòng)處理器 CPU微架構(gòu)全解析
中低價(jià)位的智能手機(jī)勢(shì)必成為 2013 年亮點(diǎn),海量的千元以下甚至 600 元以下的智能手機(jī)、平板電腦將會(huì)在這一年推出,不過(guò)因?yàn)槌杀鞠拗?,它們?cè)诟鞣矫娴囊?guī)格必然比更高價(jià)位的產(chǎn)品有所削弱,其中之一當(dāng)然是必定搭載的應(yīng)用處理器。
中低價(jià)位市場(chǎng)是 ARM 所最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域,目前它的產(chǎn)品線中除了像當(dāng)年 Apple iPhone 1 所使用的 ARM11 內(nèi)核外,還有接替 ARM11 的 Cortex-A5 以及接替 Cortex-A8 的 Cortex-A7。
ARM 微架構(gòu)對(duì)比 | ||||||
ARM11 | Cortex A5 | Cortex A7 | Cortex A8 | Cortex A9 | Cortex A15 | |
解碼能力 | 單路 | 單路 | 雙路 | 雙路 | 雙路 | 三路 |
整數(shù)流水線 | 8 級(jí) | 8 級(jí) | 8 級(jí) | 13 級(jí) | 8 級(jí) | 15 級(jí) |
亂序執(zhí)行 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 |
浮點(diǎn)單元 | VFP11 (流水線式) |
VFPv4 (流水線式) |
可選 VFPv4 (流水線式) |
VFPv3 (非流水線式) |
可選 VFPv3 (流水線式) |
VFPv4 (流水線式) |
SIMD(NEON) | 不具備 | 可選 MPE (128-bit) |
可選 MPE (64-bit) |
具備 (64-bit) |
可選 MPE (64-bit) |
具備 (128-bit) |
半導(dǎo)體制程 | 90nm | 40nm | 40nm | 65nm/45nm | 40nm | 32nm |
典型頻率 | 412MHz | 0.3~0.8GHz | 0.8~1.2GHz | 0.6~1GHz | 1.2GHz | 2GHz |
1、Cortex-A5 是目前 Cortex-A 系列中最低階的內(nèi)核,和 ARM11 的 1.2 DMIPS/MHz 性能相比,Cortex-A5 達(dá)到了 1.57DMIPS/MHz;
2、Cortex-A5 具備 ARM 最新的 VFPv4 浮點(diǎn)單元和 128-bit NEON 向量處理單元。,相比之下 ARM11 只有老式的 VFP11;
3、Cortex-A5 的制程為 40nm,面積是 90nm 制程 ARM11 的一半。
4、Cortex-A5 可以提供單核、雙核、四核等配置,像聯(lián)發(fā)科就做了一個(gè)價(jià)格非常低的 Cortex-A5 四核方案,在低價(jià)位手機(jī)市場(chǎng)里競(jìng)爭(zhēng)力非常強(qiáng)大。
5、Cortex-A7 的 DMIPS 性能是 1.9 DMIPS/MHz,Cortex-A8 是 2.0 DMIPS/MHz。
6、Cortex-A7 具備硬件整數(shù)除法、虛擬指令、40-bit 內(nèi)存定址能力,所有 Cortex-A15 的程序都能在 Cortex-A7 上執(zhí)行。
7、Cortex-A7 和 Cortex-A8 類似集成了一個(gè)低時(shí)延(10 周期)的 L2 Cache。
8、Cortex-A7 的整數(shù)流水線是 8 級(jí)順序雙發(fā)射,分支預(yù)測(cè)單元比 Cortex-A8 更先進(jìn),因此在分支預(yù)測(cè)能力和分支預(yù)測(cè)失敗懲罰方面都會(huì)比 Cortex-A8 更好;
9、雖然不能像 Cortex-A8 那樣雙發(fā)射浮點(diǎn)或者 NEON 指令,但是 Cortex-A7 的浮點(diǎn)單元是流水線化設(shè)計(jì)。
10、在同樣的制造工藝節(jié)點(diǎn)下,Cortex-A7 的面積是 Cortex-A8 的 1/3~1/2。
11、Cortex-A7 能實(shí)現(xiàn)單核、雙核、四核等配置,而 Cortex-A8 只有單核配置。
12、Cortex-A7 在 ARM 的 big.LITTLE 策略中屬于伴核角色,就是給 Cortex-A15 作為低負(fù)荷工作的雜役。
從定位上看,我們相信 Cortex-A5 在低價(jià)智能手機(jī)市場(chǎng)上會(huì)有相當(dāng)奪目的表現(xiàn),而 Cortex-A7 作為非伴核的單獨(dú)產(chǎn)品時(shí)則更多的會(huì)在中低價(jià)平板電腦市場(chǎng)上攻城拔寨。
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