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双核好?四核好?八核好?


八核还是四核

这两天一直在看一款手机,发现cpu是双核的,却能买到1500的价格。比较纳闷,研究了一下手机的参数才发现,其实手机cpu不光是看核心数,还要看架构。就像内存一样有LDDR2和LDDR3,速度是不一样的,而不能只看容量。2014年2月,ARM公布了2015年中端发展规划,正式宣布了新的内核“Cortex-A17”。它究竟什么来历?

双核好?四核好?八核好?

转载请注明出处://fed123.oss-ap-southeast-2.aliyuncs.com/2014/08/27/2014_rsa/

ARM家族

ARM Cortex系列处理器已经构成了相当完备的产品线,高中低端全面覆盖,但随着产品的增多、市场的扩大、升级的提速,混乱也越来越多,很多人已经分不清那么多型号究竟是什么定位。此外还有其他厂商芯片胡乱命名的搅局:苹果、全志等都是一路A系列下来,光说A7谁知道是哪家的?
2014年2月,ARM公布了2015年中端发展规划,正式宣布了新的内核“Cortex-A17”。它究竟什么来历?
ARM Cortex-A系列目前在32位环境下上有A15、中有A9、下有A7,高低端在进入64位时代后分别是A57、A53。此外还有个早已宣布但无实际产品的A12,定位中端主流,将会取代A9。有人猜测,A12未来的64位继承人将是A55,但只是猜测而已。

A17就是用来取代A12的,但它并非64位ARMv8架构,仍是32位ARMv7。更进一步地,它的微架构和A12完全相同,仅仅是改进了外部互联,引入了新的一致性总线AMBA4 ACE(原来是AMBA4 AXI),可以更快速地连接内存控制器,从而改善性能和能效。而得益于这个新的总线,A17可以支持多核心SoC的完整内存一致性操作,能够参与big.LITTLE双架构混合方案,比如两个A17搭配两个A7。A17将肩负起A9下一代的重任,ARM官方对其的介绍也是拿来和A9对比的:性能提升最多60%!(A12的时候宣称最多40%)
ARM甚至宣称A17的性能可以逼近A15,但是功耗更低、能效更高。

前年ARM正式宣布推出新款ARMv8架构的Cortex-A50处理器系列产品,以此来扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位,进一步抢占移动终端市场份额。Cortex-A50是继Cortex-A15之后的又一重量级产品,将会直接影响到主流PC市场的占有率。围绕该话题,我们今天不妨总结一下近几年来手机端较为主流的ARM处理器。
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以由高到低的方式来看,ARM处理器大体上可以排序为:Cortex-A57处理器、Cortex-A53处理器、Cortex-A15处理器、Cortex-A17处理器、Cortex-A12处理器、Cortex-A9处理器、Cortex-A8处理器、Cortex-A7处理器、Cortex-A5处理器、ARM11处理器、ARM9处理器、ARM7处理器,再往低的部分手机产品中基本已经不再使用,这里就不再介绍。

Cortex-A57、A53处理器

Cortex-A53、Cortex-A57两款处理器属于Cortex-A50系列,首次采用64位ARMv8架构,意义重大,这也是ARM最近刚刚发布的两款产品。
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Cortex-A57是ARM最先进、性能最高的应用处理器,号称可在同样的功耗水平下达到当今顶级智能手机性能的三倍;而Cortex-A53是世界上能效最高、面积最小的64位处理器,同等性能下能效是当今高端智能手机的三倍。这两款处理器还可整合为ARM big.LITTLE(大小核心伴侣)处理器架构,根据运算需求在两者间进行切换,以结合高性能与高功耗效率的特点,两个处理器是独立运作的。
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应用案例:预计于2014年推出。

Cortex-A15

ARM Cortex-A15处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,是业界迄今为止性能最高且可授予许可的处理器。
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Cortex-A15 MPCore处理器具有无序超标量管道,带有紧密耦合的低延迟2级高速缓存,该高速缓存的大小最高可达4MB。浮点和NEON媒体性能方面的其他改进使设备能够为消费者提供下一代用户体验,并为 Web 基础结构应用提供高性能计算。Cortex-A15处理器可以应用在智能手机、平板电脑、移动计算、高端数字家电、服务器和无线基础结构等设备上。
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理论上,Cortex-A15 MPCore处理器的移动配置所能提供的性能是当前的高级智能手机性能的五倍还多。在高级基础结构应用中,Cortex-A15的运行速度最高可达2.5GHz,这将支持在不断降低功耗、散热和成本预算方面实现高度可伸缩的解决方案。
应用案例:三星Exynos 5250。三星Exynos 5250芯片是首款A15芯片,应用在了最近发布的Chromebook和Nexus 10平板电脑上面。Exynos 5250的频率是1.7GHz,采用32纳米的HKMG工艺,配备了Mali-604 GPU,性能强大。另外据传三星下一代Galaxy S4将会搭载四核版的Exynos 5450芯片组,同样应用Cortex-A15内核。另外NVIDIA Tegra 4会采用A15内核。

Cortex-A17与Cortex-A12

或许很多人不知道(之前我们提到过),A12的设计过程本身就很匆忙,不是特别完善,从这一点上讲A17只是它的一个改进版本而已,不客气地说就是个小马甲。
老实一点的话,完全可以把它叫做A12r1、A12.1,但是很显然不如换个新名字更诱人,只是你定位中端却叫了A17,看上去比高端的A15都要高一截,只会让人更迷糊——ARM也是越学越坏了,你叫个A13、A14会死啊?!
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当然了,现在任何基于A12设计的处理器方案,都可以直接迁移到A17。
其实,A17早就被厂商给曝光了。还记得瑞芯微曾在CES上介绍的新处理器RK3288么?展板上最初赫然就写着Cortex-A17,后来涂改成了A12,瑞芯微和ARM还都信誓旦旦地说只是不小心写错了,并没有A17。
A17已经开始发放授权,ARM也提供全套基于28nm工艺的POP IP方案,运行频率超过2.0GHz,推荐搭配图形核心则是最新一代的Mali-T720。
瑞芯微、联发科、瑞昱、威盛等等都将推出基于A17的处理器,事实上联发科的已经发布了:全球首款A17架构、首款八核LTE处理器MT6595。

###Cortex-A9
ARM Cortex-A9处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,目前我们能见到的四核处理器大多都是属于Cortex-A9系列。
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Cortex-A9 处理器的设计旨在打造最先进的、高效率的、长度动态可变的、多指令执行超标量体系结构,提供采用乱序猜测方式执行的 8 阶段管道处理器,凭借范围广泛的消费类、网络、企业和移动应用中的前沿产品所需的功能,它可以提供史无前例的高性能和高能效。
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Cortex-A9 微体系结构既可用于可伸缩的多核处理器(Cortex-A9 MPCore多核处理器),也可用于更传统的处理器(Cortex-A9单核处理器)。可伸缩的多核处理器和单核处理器支持 16、32 或 64KB 4 路关联的 L1 高速缓存配置,对于可选的 L2 高速缓存控制器,最多支持 8MB 的 L2 高速缓存配置,它们具有极高的灵活性,均适用于特定应用领域和市场。
应用案例:德州仪器OMAP 4430/4460、Tegra 2、Tegra 3、新岸线NS115、瑞芯微RK3066、联发科MT6577、三星 Exynos 4210、4412、华为K3V2等。另外高通APQ8064、MSM8960、苹果A6、A6X等都可以看做是在A9架构基础上的改良版本。

###Cortex-A8
ARM Cortex-A8处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,是我们目前使用的单核手机中最为常见的产品。
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ARM Cortex-A8处理器是首款基于ARMv7体系结构的产品,能够将速度从600MHz提高到1GHz以上。Cortex-A8处理器可以满足需要在300mW以下运行的移动设备的功率优化要求;以及需要2000 Dhrystone MIPS的消费类应用领域的性能优化要求。
Cortex-A8 高性能处理器目前已经非常成熟,从高端特色手机到上网本、DTV、打印机和汽车信息娱乐,Cortex-A8处理器都提供了可靠的高性能解决方案。
应用案例:TI OMAP3系列、苹果A4处理器(iPhone 4)、三星S5PC110(三星I9000)、瑞芯微RK2918、联发科MT6575等。另外,高通的MSM8255、MSM7230等也可看做是A8的衍生版本。

###Cortex-A7
ARM Cortex-A7处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,它的特点是在保证性能的基础上提供了出色的低功耗表现。
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Cortex-A7处理器的体系结构和功能集与Cortex-A15 处理器完全相同,不同这处在于,Cortex-A7 处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效,因此这两种处理器可在big.LITTLE(大小核大小核心伴侣结构)配置中协同工作,从而提供高性能与超低功耗的终极组合。单个Cortex-A7处理器的能源效率是ARM Cortex-A8处理器的5倍,性能提升50%,而尺寸仅为后者的五分之一。
作为独立处理器,Cortex-A7可以使2013-2014年期间低于100美元价格点的入门级智能手机与2010年500美元的高端智能手机相媲美。这些入门级智能手机在发展中世界将重新定义连接和Internet使用。
应用案例:全志Cortex-A7四核平板芯片,联发科发布的MT6589。

Cortex-A5

ARM Cortex-A5处理器隶属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构,它是能效最高、成本最低的处理器。
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应用案例:高通MSM7227A/7627A(新渴望V、摩托罗拉XT615、诺基亚610、中兴V889D、摩托罗拉DEFY XT等)、高通MSM8225/8625(小辣椒双核版、华为U8825D、天语 W806+、innos D9、酷派7266等)。

###ARM11
ARM11系列包括了ARM11MPCore处理器、ARM1176处理器、ARM1156处理器、ARM1136处理器,它们是基于ARMv6架构,分别针对不同应用领域。ARM1156处理器主要应用在高可靠性和实时嵌入式应用领域,与手机关联不大,此处略去介绍。
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ARM11 MPCore使用多核处理器结构,可实现从1个内核到4个内核的多核可扩展性,从而使具有单个宏的简单系统设计可以集成高达单个内核的4倍的性能。Cortex-A5处理器是ARM11MPCore的相关后续产品。
ARM1176处理器主要应用在智能手机、数字电视和电子阅读器中,在这些领域得到广泛部署,它可提供媒体和浏览器功能、安全计算环境,在低成本设计的情况下性能高达1GHz。
ARM1136处理器包含带媒体扩展的ARMv6 指令集、Thumb代码压缩技术以及可选的浮点协处理器。ARM1136是一个成熟的内核,作为一种应用处理器广泛部署在手机和消费类应用场合中。在采用 90G工艺时性能可达到600MHz以上,在面积为2平方毫米且采用65纳米工艺时可达到1GHz。
应用案例:高通MSM7225(HTC G8)、MSM7227(HTC G6、三星S5830、索尼爱立信X8等)、Tegra APX 2500、博通BCM2727(诺基亚N8)、博通BCM2763(诺基亚PureView 808)、Telechip 8902(平板电脑)。

ARM9系列和ARM7系列

ARM9系列处理器系列包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和 ARM968E-S处理器。其中前两者主要针对嵌入式实时应用,我们这里就主要针对ARM926EJ-S进行介绍。
ARM926EJ-S基于ARMv5TE架构,作为入门级处理器,它支持各种操作系统,如Linux、Windows CE和Symbian。ARM926EJ-S 处理器已授权于全球100多家硅片供应商,并不断在众多产品和应用中得到成功部署,应用广泛。
应用案例:TI OMAP 1710。诺基亚N73、诺基亚E65、三星SGH-i600等手机采用的都是该处理器。
ARM7系列处理器系列包括ARM7TDMI-S(ARMv4T架构)和ARM7EJ-S(ARMv5TEJ架构),最早在1994推出,相对上面产品来说已经显旧。虽然现在ARM7处理器系列仍用于某些简单的32位设备,但是更新的嵌入式设计正在越来越多地使用最新的ARM处理器,这些处理器在技术上比ARM 7系列有了显著改进。
作为目前较旧的一个系列,ARM7处理器已经不建议继续在新品中使用。它究竟有多老呢?下面的Apple eMate 300使用的就是一款25MHz的ARM7处理器,够古老了吧?
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