ARM Cortex-A系列處理器性能分類比較

在如今這個電子產(chǎn)品泛濫的年代告唆,僅僅靠品牌或是外觀已經(jīng)不足以辨別產(chǎn)品的優(yōu)劣,其內(nèi)置的處理器自然也就成為了分辨產(chǎn)品是否高端的標準之一晶密。那么我們今天就不妨好好了解一下近幾年來電子產(chǎn)品中較為主流的RAM處理器擒悬。



在這之前讓我們先簡單認識一下處理器的架構(gòu)。所謂處理器架構(gòu)是CPU廠商給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定的一個規(guī)范稻艰,主要目的是為了區(qū)分不同類型CPU的重要標示懂牧。目前市面上的CPU指令集分類主要分有兩大陣營,一個是intel尊勿、AMD為首的復(fù)雜指令集CPU,另一個是以IBM躯保、ARM為首的精簡指令集CPU途事。不同品牌的CPU,其產(chǎn)品的架構(gòu)也不相同振惰,例如骑晶,Intel桶蛔、AMD的CPU是X86架構(gòu)的,而IBM公司的CPU是PowerPC架構(gòu)碟婆,ARM公司是ARM架構(gòu)竖共。

下面我們將詳細了解近年來ARM公司發(fā)布的數(shù)款A(yù)系列處理器借帘。ARM公司的Cortex-A系列處理器適用于具有高計算要求肺然、運行豐富操作系統(tǒng)以及提供交互媒體和圖形體驗的應(yīng)用領(lǐng)域。

Cortex-X2/X3

這是ARM 2021年發(fā)布的最新處理器加叁,基于64位Armv9-A指令集設(shè)計它匕,僅支持64位編碼,代表型號:Cortex A510

Cortex-X1/A78/A77/A76/A75

都是基于64位Armv8.2-A指令集設(shè)計烧给,支持64位和32位編碼础嫡,首次引入DynamIQ技術(shù),可以自由控制處理器集群中每顆核心的電壓和頻率以及控制每顆核心的開啟和關(guān)閉巫财。

Cortex-A73以下處理器的基本資料如下:

Cortex-A73

ARM 2016年發(fā)布的A系列處理器,Cortex-A73支持全尺寸ARMv8-A構(gòu)架号阿,ARMv8-A是ARM公司的首款支持64位指令集的處理器架構(gòu),包括ARM TrustZone技術(shù)届谈、NEON、虛擬化和加密技術(shù)曙搬。所以無論是32位還是64位纵装,Cortex-A73都可以提供適應(yīng)性最強的移動應(yīng)用生態(tài)開發(fā)環(huán)境橡娄。Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接口和ARM的big.LITTLE系統(tǒng)一體化接口,采用了目前最先進的10nm技術(shù)制造瓶籽,可以提供比Cortex-A72高出30%的持續(xù)處理能力,非常適合移動設(shè)備和消費級設(shè)備使用茬暇。預(yù)計今年晚些時候到2017年,Cortex-A73處理器將會逐漸覆蓋到我們合作伙伴的高端智能手機巧骚、平板電腦劈彪、翻蓋式移動設(shè)備痘括、數(shù)字電視等一系列消費電子設(shè)備。

Cortex-A72

Cortex-A72最早發(fā)布于2015年年初翰舌,也是基于ARMv8-A架構(gòu),采用臺積電16nm FinFET制造工藝庇麦,Cortex-A72可在芯片上單獨實現(xiàn)性能,也可以搭配Cortex-A53處理器與ARMCoreLinkTMCCI高速緩存一致性互連(CacheCoherentInterconnect)構(gòu)成ARMbig.LITTLETM配置驾胆,進一步提升能效。在相同的移動設(shè)備電池壽命限制下奄薇,Cortex-A72能相較基于Cortex-A15的設(shè)備提供3.5倍的性能表現(xiàn)呵晚,相比于Cortex-A57也有約1.8倍的性能提升,展現(xiàn)出了優(yōu)異的整體功耗效率芯急。Cortex-A72是目前基于ARMv8-A架構(gòu)處理器中使用最廣泛的處理器之一,主要其應(yīng)用市場包括高端智能手機榕酒、大屏幕的移動設(shè)備奈应、企業(yè)網(wǎng)路設(shè)備刚陡、服務(wù)器、無線基臺、數(shù)字電視路召。

Cortex-A57

Cortex-A57是ARM針對2013年勃刨、2014年和2015年設(shè)計起點的CPU產(chǎn)品系列的旗艦級CPU,它也是ARM首次采用64位ARMv8-A架構(gòu)CPU股淡,而且通過Aarch32執(zhí)行狀態(tài)身隐,保持與ARMv7架構(gòu)的完全后向兼容性。除了ARMv8的架構(gòu)優(yōu)勢之外唯灵,Cortex-A57還提高了單個時鐘周期性能贾铝,比高性能的Cortex-A15 CPU高出了20%至40%垢揩。它還改進了二級高速緩存的的設(shè)計以及內(nèi)存系統(tǒng)的其他組件秤标,極大的提高了能效。Cortex-A57將為移動系統(tǒng)提供超高能的性能,而借助big.LITTLE预伺,SoC能以很低的平均功耗做到這一點。其主要面對的是中高端電腦蜻懦,平板電腦以及服務(wù)器產(chǎn)品。

Cortex-A53

Cortex-A53同樣是采取了ARMv8-A架構(gòu)雄右,能夠支持32位的ARMv7代碼和64位代碼的AArch64執(zhí)行狀態(tài)乡括。A53架構(gòu)特點是功耗降低、能效提高。其目標是28nm HPM制造工藝下将硝、運行SPECint2000測試時误辑,單個核心的功耗不超過0.13W。它提供的性能比Cortex-A7處理器的功率效率更高荐捻,并能夠作為一個獨立的主要的應(yīng)用處理器,或者搭配Cortex-A57處理器構(gòu)成big.LITTLE配置。Cortex-A53在相同的頻率下憎茂,能提供比Cortex-A9更高的效能。其主要面對的是中高端電腦乳乌,平板電腦磷瘤,機頂盒扳抽,數(shù)字電視等。

Cortex-A35

Cortex-A35是基于ARMv8-A 64位架構(gòu)設(shè)計的一款低功耗CPU坚芜,其目的是為了取代此前32位Cortex-A7和Cortex-A5兩顆老核心,采用和A53/A7類似的順序有限雙發(fā)射設(shè)計每强,同時融入了A72的一些新特性始腾,并在前端重新設(shè)計了指令預(yù)取單元,提升了分支預(yù)測精度空执。此外浪箭,A35還采用了A53的緩存、內(nèi)存架構(gòu)脆烟,可配置8-64KB一級指令和數(shù)據(jù)緩存山林、128KB-1MB二級緩存,加入了NEON/FP單元邢羔,改進了存儲性能驼抹,支持完整流水線的雙精度乘法,還為CPU核心拜鹤、NEON流水線都配備了硬件保留狀態(tài)(獨立電源域)以提升電源管理效率框冀。在同樣的工藝、頻率下敏簿,A35的功耗比A7低大約10%明也,同時性能提升6-40%。而對比A53惯裕,它可以保留80-100%的性能温数,但是功耗降低32%、面積縮小25%蜻势,能效提升25%撑刺。A35還可以和A53、A57握玛、A72等大核心搭配够傍,組成big.LITTLE混合架構(gòu)系統(tǒng),進一步提升系統(tǒng)能效挠铲。其主要定位于低功耗的低端手機冕屯、可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域拂苹。

Cortex-A32

這是ARM 新一代構(gòu)架中安聘,唯一一個 32 位(ARMv7-A )架構(gòu)的處理器,但 A32 就像是 32 位版的 A35,目標很明顯搞挣,就是在效能比本來就逆天的 A35 的基礎(chǔ)上進一步控制功耗带迟。A32 架構(gòu)主打芯片面積、功耗控制和能耗比囱桨,其停留在 32 位(ARMv7-A 指令集)仓犬,指令預(yù)取單元針對效率進行了重新設(shè)計,一舍肠、二級暫存搀继、浮點和 DSP 操作性能則針對速度進行了改進,并引入了新的電源管理特性翠语。其支持 TrustZone 安全加密叽躯、NEON SIMD 指令集、DSP / SIMD 擴展肌括、VFPv4 浮點計算点骑、虛擬硬件等。A32 可以在 32 位下提供和 A35 一樣的性能谍夭。但更低功耗黑滴,讓它的效能比(單位電能產(chǎn)出的性能)比 A35 還要高 10%、比 A5 高 30%紧索、比 A7 高 25%袁辈。A35 可以透過提升頻率達到 A53 80-100% 性能,也就是說珠漂,A32 也可以在 32 位下達到同樣的性能等級晚缩,這時候的芯片面積只有 A53 的 68%,而功耗則只有 A53 的 61%媳危。

在 64 位之下荞彼,A35 都有代替 A53 架構(gòu)的實力,而在 32 位中待笑,A32 就已經(jīng)是完勝所有人的境界了鸣皂,而且比起 64 位的 A35 架構(gòu),32 位的 A32 更適合用在穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品上滋觉。

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