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安卓处理器发展史之ARM公版架构下

安卓处理器发展史之ARM公版架构(下)

大家好,本期讲的是ARM手机芯片公版架构中的32位架构,即采用ARMv7指令集的手机芯片。本视讯采用线性叙述,讲述其芯片的发展历程。本期作为该系列视讯的第二期,主要讲述的是20010-2014年的发展史,在这短短五年内,32位架构的发展达到了顶峰。

大家好,欢迎收看本期的视讯,本期讲的是ARM手机芯片公版架构中的32位架构,即采用ARMv7指令集的手机芯片。本视讯采用线性叙述,讲述其芯片的发展历程。本期作为该系列视讯的第二期,主要讲述的是20010-2014年的发展史,在这短短五年内,32位架构的发展达到了顶峰。

2011年四月联发科释出了第一代高效能处理器Cortex-A15,Cortex-A15在各种智能手机和基础设施应用中出货量超过5000万个。处理器丛集有一到四个核心。每个核心都有自己的L1指令和资料快取内存,以及一个共享的L2统一快取内存。

Cortex-A15具有15阶段流水线的高度无序处理引擎。Arm最高效能的32位三重无序流水线消除了程式码依赖性,实现了高峰和持续的指令吞吐量。这使其能够满足现代移动计算的需求,并且必须满足两个相反的目标; 游戏和网上冲浪的高响应速度或帧率,同时最大限度地延长电池寿命。但是其过高的发热量引起了许许多多的非议,导致如tegra4之类的单纯试用A15架构的处理器销量惨淡,并且直接导致英伟达在移动市场被彻底抛弃。

为了解决这一现象arm在同年释出了Cortex-A7架构的同时发明了big.LITTLE技术。通过为合适的任务提供“正确的核心”解决方案,装置可以从令人印象深刻的节能中受益。Cortex-A7处理器建立在Cortex-A5处理器的高能效8级流水线上。它还受益于整合的二级快取内存,专为低功耗设计,具有较低的事务延迟以及对快取维护的改进的操作系统支援。28nm工艺中,Cortex-A7可以执行在1.2-1.6GHz,面积为0.45mm2,典型情况下总功耗不到100mW。与Cortex-A5相比,Cortex-A7处理器的单执行绪效能提高了20%,并且集成了高效能Cortex-A15和Cortex-A17处理器的所有功能,包括硬件虚拟化支援,大型实体地址扩充套件(LPAE) ,NEON和128位AMBA 4 AXI总线界面。这种最低的功耗位元性使其成为一系列移动装置的理想独立处理器,意味着Cortex-A7最终能够以更高水平的功效提供与Cortex-A9处理器相似的效能。Arm的big.LITTLE技术将背景和轻量级任务分配给“小”核心,将主要大任务分配给“大”核心。这不仅可以让更大的核心更有效地运作,因为它不会试图连续地切换到覆盖轻的执行绪,消费者将大大延长电池的使用寿命,同时还可以获得比单个Cortex-A15更高的高阶效能核心。

虽然big.LITTLE看似缓解了A15的发热问题,但是终究是治标不治本。于是于2014年释出了最后一款32位处理器ARM Cortex-A17,ARM Cortex-A17处理器在功耗和面积效率方面比Cortex-A9提供的单执行绪效能提高了60%,是32位ARM公版架构中的最高效能,非常适合中高阶解决方案。该处理器包括最新的Armv7-A功能,如虚拟化支援,大型物理定址扩充套件。随着28nm以上的2.5GHz以上的预期频率,Cortex-A17处理器的尺寸可以缩小以满足各种不同的应用需求。由于Cortex-A17处理器的延展性,预计拓扑结构将根据使用情况而有所不同。联发科最强32为处理器MTK9595就是才用的A17+A7的组合。

32位的发展前前后后历经十年,从05年到14年其发展曲曲折折,但也是得到了迅猛的发展,为以后64位的出现打下了坚实的基础。

到此32位系列就讲完了,下一期我会考虑继续去做64位处理器的介绍,谢谢大家观看。

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