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1、ARM Cortex 主流架构体系深度普及A5、A7、A9 、A9 Family/A9 二代 Family 架构以及其延伸出的大量方案,例如全志 A20、炬力 ATM 7021、瑞芯微 3168、盈方微 X15让许多消费者感到“不明觉厉” 。本文将为“小白”用户作基础知识普及,为大家梳理不同架构的异同,以及其代表的平板方案特性。为大家购买或学习提供参考。1、认清 ARM 的命名ARM 公司在经典处理器 ARM11 以后的产品改用 Cortex 命名,Cortex 系列属于 ARMV7 架构,这是 ARM 公司最新的指令集架构。ARM V7 架构定义了三大分工明确的系列:“A ”系列面向尖端的基
2、于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M ”系列对微控制器。由于应用领域不同,基于 V7 架构的 Cortex 处理器系列所采用的技术也不相同,基于 V7A 的称为 Cortex A 系列,基于 V7R 的称为 Cortex R 系列,基于 V7M 的称为 Cortex M 系列。2、 Cortex A5:最低端利器Cortex A5 是 Cortex A 家族中最低端的。 Cortex A5 与 Cortex A7、Cortex A8、Cortex A9 以及Cortex A15 同属于 Cortex A 系列处理器。Cortex A5 多核处理器利用 ARM MPCor
3、e 技术,Cortex A5 处理器包括了 TrustZone 安全技术,以及在 Cortex A8 处理器上率先引入的 NEON多媒体处理引擎。NEON 技术是用于 Cortex A 系列处理器的 128 位 SIMD(单指令、多数据)架构扩展集,为密集型多媒体应用提供了加速功能。Cortex A5 内部核心数目 1-4 核可选,采用四核配置时,SOC 芯片内部还可搭配 Mail GPU 或由用户按需求配用 PowerVR MBX/SGXGPU。默认工作电压 1.1V,单核核心频率 480MHz,四核核心频率可达 1GHz,含缓存的核心面积最小仅 1 平方毫米,一级缓存容量最大 64KB,功
4、耗/频率比参数为 0.12mW/MHz。双核版本的 A5 可以完胜更高端的 A8,但与双核的 A7、A9 相比还有一定的差距。A5 处理器或最终止步于双核且已经站在了淘汰的边缘。在平板类产品中,例如当前热炒的盈方微 X15 双核方案,即为 40nm 制程 A5 架构,只有单核 GPU MALI400,GPU 主频 500MHZ。包括炬力 ATM 7021、ATM 7023 双核,ATM7029 等产品,均为 A5 架构。而在手机类产品,熟知的高通 MSM7227A/7627A(HTC 新渴望 VT) 、MSM8225/8625(北斗小辣椒)等均为 A5 架构方案。3、 Cortex A8:华丽
5、谢幕不能不说,智能终端之所以能被冠以“智能”的称号,最初都是仰仗 Cortex-A8 处理器的强悍性能。A8 是首款基于 ARMv7 体系结构的单核产品,首次让 ARM 处理器的频率突破了1GHz 大关并集成高性能的 NEON 单元(可以理解为 GPU) ,从 2009 年开始席卷整个智能终端市场。大家熟知的 MOTO 里程碑 2 代、三星 i9000、HTC G10 等终端都是采用的是 A8 架构。4、 Cortex A7:为“大小狗”而生Cortex-A7 处理器的架构和功能集与 Cortex-A15 处理器完全相同,不同之处在于,Cortex-A7 处理器的微架构侧重于提供最佳能效,因此
6、这两种处理器可在 big.LITTLE 配置中协同工作,从而提供高性能与超低功耗的终极组合。ARM 推出的 “大小狗”方案,主要解决的是成本和运行当中的能耗控制,它可以在需要高性能的时候有一个主处理器运行,平时则用协处理器来维持低能耗,在同一时间当中,只会有一个主处理器和一个协处理器运行。但它具备的其实应该是在 28nm 制程阶段搭配A15 架构的意义,如果用它来作为主处理器使用,性能其实很难得到保证40nm 制程工艺的 A7 架构并不具备 ARM 官方设定的 28nm 性能和功耗优势。不过目前芯片方案商在 A7上基本为 40nm,因此无法获得最佳能耗。Cortex A7 具备一颗 8 sta
7、ge 的集成管线,并能支持双发。不过跟 A8 不同的是,A7 不支持双发浮点或者说 NEON 指令集,不过有另外的指令集让 A7 实现单发。内部结构上的很多方面,A7 都跟 A8 相似,不过在 FPU 等方面得到大幅加强。在平板与手机类产品中,全志 A31 四核(昂达 V972 平板) 、联发科 MT6589 四核、高通MSM8226/MSM8626 等,均采用 A7 架构方案。在双核类产品中,全志 A20 是 ARM Cortex-A7 构架的主要方案代表,40nm 制程,主频为 1.0GHz,也有说明 “根据用户需要可以提升至 1.2G”。GPU 为 MALI400 MP2,最后那个数字“
8、2”代表“核心数量” ,掌握这个就能很快速得读出全智 A20 是双核心 GPU。比较遗憾的是 A20 抛弃了 A31 广受好评的 SGX 显示核心,改投 MALI 正营。5、 Cortex A9:锋芒毕露Cortex A9 是性能很高的 ARM 处理器。它可以提供史无前例的高性能和高能效。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
9、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。Cortex A9 MPCore 不仅能够空前提升峰值性能,而且拥有先进的电源管理功能,能够进一步降低功耗。有效地支持了设计灵活性和新的功能,从而进一步降低和控制处理器及系统层次的功耗。利用 ARM MPCore 技术的设计灵活性和先进的功耗管理技术,Cortex-A9MPCore 的针对性应用能够在有限的功耗下维持移动设备的正常运转,从而为移动设备带来优于现有解决方案的峰值性能。A9 作为目前最主流的架构,手机产品中,包括了德州仪器 OMAP4 系列(摩托 XT910) 、Tegra 2/3(HTC One X
10、) 、联发科 MT6577(金立 GN700W) 、三星 Exynos 4412(三星 i9300) 、华为 K3V2(华为荣耀 2)等均采用了此架构。而高通 APQ8064(小米 2) 、MSM8260(小米 1)等可以看做是 A9 的衍生版本。在平板类产品中,A9 架构双核以瑞芯微 RK3168、RK3066,四核 RK3188 为主力代表,几款产品均采用的是 28nm 制程工艺。以 RK3168 为例,功耗仅为 Cortex-A7 双核芯片的二分之一,最高主频为 1.2GHz。例如 RK3168/RK3188 pin-to-pin 兼容。两颗同为 28nm 制程先进工艺,同类中功耗最低。
11、由于基于 A9 架构,双核 A9 较 A7,A5 性能提升 50%以上!功耗降低 50%。6、 A9 Family/A9 二代 Family:披着 A5 马甲的怪胎事实上,在 ARM 官方英文或中文网,时至今日,仍然无法查得 A9 Family 这个称谓。但这个概念在主流媒体被广泛宣传,以至于消费者晕头转向。A9 Family,究竟是怎么诞生的呢?其实这是比较尴尬的叫法,为在参数上不落后于人,个别芯片厂商抛出这个概念,当时就有国内外媒体质疑其实就是 A5 构架。其实,整个所谓 A9 Family/A9 二代 Family 均为 55nm 制程工艺,无论功耗还是性能,均无法与 A7、A9 架构相
12、提并论。厂商为混淆视听,硬生生造出了一个 A9 Family 系列概念。这个概念,已被大量媒体披露、报道,在此笔记不再赘述。据国内权威媒体跑分测试,A5 四核安兔兔跑分总分仅为 5494 分,GPU 得分为 1878,弱不禁风。7、结语正如文中所讲,消费者选购产品时,核数、参数只是一方面,认清其产品系列在 ARM 中的地位、制程、工艺,才是核心重要的因素。例如四核 A5 在性能上,甚至无比与双核 A7/A9相提并论。通过本文,相信消费者对 ARM 系列主流架构有了系统性的认识。今后当我们看到某新机的处理器参数之后,就可以依次由 Cortex-A 架构判断市场定位,再有主频和集成GPU 的参数了解它与同级别处理器之间的差异了。