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ARM内核全解析,从ARM7,ARM9到Cortex-A7,A8,A9,A12,A15到Cortex-A53,A57

前不久ARM新款正式宣布推出ARMv8架构的Cortex-A为了扩展50处理器系列产品ARM进一步抢占移动终端在高性能、低功耗领域的市场份额。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市场份额。围绕这个话题,今天我们不妨总结一下近年来手机的主流ARM处理器。

以由高到低的方式来看,ARM一般来说,处理器可以排序为:,低部分手机产品基本不再使用,这里就不介绍了。

ARM 开发处理器架构

● Cortex-A57、A53处理器

Cortex-A53、Cortex-A属于57两个处理器Cortex-A50系列首次使用64位ARMv8架构意义重大,这也是ARM刚刚发布的两款产品。

Cortex-A57是ARM最先进、性能最高的应用处理器声称在相同的功耗水平下可以达到当今顶级智能手机性能的三倍;Cortex-A53是世界上能效最高、面积最小的64位处理器,能效是当今高端智能手机的三倍。这两个处理器也可以集成ARM big.LITTLE处理器架构(大小核心伙伴)根据操作要求在两者之间切换,结合高性能和高功耗效率的特点,两者独立运行。

应用案例:预计2014年推出。

●Cortex-A15处理器架构分析

ARM Cortex-A属于15处理器Cortex-A系列,基于ARMv7-A该架构是业界迄今为止性能最高、授予许可的处理器。

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其他媒体性能的改进使设备能够为消费者提供下一代用户体验 Web 提供高性能计算的基础设施应用。Cortex-A15处理器可用于智能手机、平板电脑、移动计算、高端数字家电、服务器和无线基础设施。

理论上,Cortex-A15 MPCore处理器的移动配置提供的性能是当前高级智能手机性能的五倍先进的基础设施应用中,Cortex-A15 最高运行速度可达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A最近发布的发布的15芯片Chromebook和Nexus 10平板电脑。Exynos 5250的频率是1.7GHz,采用32纳米的HKMG工艺,配备Mali-604 GPU,性能强大。据说三星的下一代Galaxy S将配备四核版Exynos 5450芯片组也应用Cortex-A15内核。另外NVIDIA Tegra 4会采用A15内核。

●Cortex-A12处理器架构分析

2013中旬,ARM 全新发布Cortex-A在相同的功耗下,12处理器,Cortex-A12的性能上比Cortex-A9增加了40%,尺寸也减少了30%。Cortex-A12也可以支持big.LITTLE技术,可搭配Cortex-A7处理器进一步提高了处理器的效率。

Cortex-A12架构图

ARM表示Cortex-A未来12处理器将用于大量智能手机和平板电脑产品,但更注重中端产品。ARM预计2015年,这些中端产品的数量将远远超过旗舰智能手机和平板电脑。

搭载Cortex-A12处理器的中端机在未来也将是一个非常独特的产品,因为Cortex-A12可以支持虚拟化,AMD TrustZone技术,最大1TB的机身存储。这意味着未来携带该处理器的智能手机可以作为所谓的BYOD(Bring Your Own Device)换句话说,设备的使用也可以作为自用手机存储商业内容。

Mali-V500架构图

同时Cortex-A还配备了全新的Mali-T622绘图芯片与Mali-V500视频编解码IP解决方案也以节能为目标。这样,定位中端市场,低功耗小尺寸,Cortex-A12最终必然会取代Cortex-A9。据悉,Cortex-A2014年将投放市场,届时我们可能会迎来中端市场的变化。

应用案例:2014年发布。

●Cortex-A9处理器架构分析

ARM Cortex-A九处理器属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A目前我们能看到的四核处理器大多属于架构Cortex-A9系列。

Cortex-A9 处理器的设计旨在创建最先进、高效、动态、多指令执行超标系统结构,并提供混乱猜测 8 阶段管道处理器可以提供前所未有的高性能和高能效,具有广泛的消费、网络、企业和移动应用中前沿产品所需的功能。

Cortex-A9 微系统结构可用于可伸缩多核处理器(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)。支持可伸缩多核处理器和单核处理器 16、32 或 64KB 4 路关联的 L1 高速缓存配置,对于可选的 L2 最多支持高速缓存控制器 8MB 的 L2 高速缓存配置灵活性高,适用于特定的应用领域和市场。

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等等可以看作是在A基于架构的改进版本。

●Cortex-A8处理器架构分析

ARM Cortex-A属于8处理器Cortex-A系列,基于ARMv7-A架构是我们目前使用的单核手机中最常见的产品。

ARM Cortex-A第一款基于8处理器ARMv7系统结构的产品可以将速度从600开始MHz提高到1GHz以上。Cortex-A3000处理器可以满足需求mW以下移动设备的功率优化要求;以及2万 Dhrystone MIPS消费应用领域的性能优化要求。

Cortex-A8 目前,高性能处理器已经非常成熟,从高端特色手机到上网,DTV、打印机和汽车信息娱乐,Cortex-A处理器提供可靠的高性能解决方案。

应用案例:MYS-S5PV210开发板、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。此外,高通的MSM8255、MSM7230也可以看作是A衍生版8。

●Cortex-A7处理器架构分析

ARM Cortex-A7处理器属于Cortex-A系列,基于ARMv7-A结构,其特点是在保证性能的基础上提供了优异的低功耗性能。

Cortex-A7处理器的系统结构和功能集Cortex-A15 处理器完全相同,不同之处在于,Cortex-A7 处理器的微系统结构侧重于提供最佳能效,因此这两种处理器种处理器big.LITTLE(核心伴侣结构)配置协同工作,提供高性能和超低功耗的终极组合。单个Cortex-A77处理器的能效是ARM Cortex-A8处理器性能提高50%,尺寸仅为后者的五分之一。

作为独立处理器,Cortex-A入门级智能手机和2010年2013-2014年价格低于100美元 500美元的高端智能手机相当。在开发过程中,世界将重新定义这些入门级智能手机的连接和Internet使用。

应用案例:全志Cortex-A联发科刚刚发布的74核平板芯片MT6589。

●Cortex-A5处理器架构分析

ARM Cortex-A属于5处理器Cortex-A系列,基于ARMv7-A该架构是能效最高、成本最低的处理器。

Cortex-A现有的5处理器ARM9和ARM11处理器设计提供了一种有价值的迁移方式,可以获得比较ARM116JZ-S更好的性能,比ARM926EJ-S更好的功效和能效。另外,Cortex-A5处理器不仅在指令以及功能方面与更高性能的Cortex-A8、Cortex-A9和Cortex-A15处理器完全兼容,同时还保持与经典ARM处理器(包括ARM926EJ-S、ARM1176JZ-S和 ARM7TDMI)的向后应用程序兼容性。

   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)、米尔 MYD-SAMA5D3X系列开发板(MYD-SAMA5D31、MYD-SAMA5D33、MYD-SAMA5D34、MYD-SAMA5D35)。

 

MYD-SAMA5D3X开发板

 

● ARM11系列处理器架构解析

   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。

   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系列处理器架构解析

   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,以及包括米尔科技的 MYS-SAM9X5 系列工控开发板。

ARM9 开发板

 

● ARM7系列处理器

   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?上面的Apple eMate 300使用的就是一款25MHz的ARM7处理器,够古老了吧?

标签: g6d继电器

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