В современную эпоху переполнения электронных продуктов одного бренда или внешнего вида уже недостаточно, чтобы отличить качество продукта. Естественно, встроенный процессор стал одним из критериев определения того, является ли продукт высококачественным. Поэтому сегодня мы могли бы поближе взглянуть на процессоры оперативной памяти, которые в последние годы стали более распространенными в электронных продуктах.

Перед этим давайте кратко разберемся в архитектуре процессора. Так называемая архитектура процессора — это спецификация, установленная производителями ЦП для продуктов ЦП, принадлежащих к одной серии. Основная цель — различать важные показатели разных типов ЦП. В настоящее время классификация наборов команд ЦП на рынке в основном разделена на два лагеря: один — ЦП со сложным набором команд, возглавляемый Intel и AMD, а другой — ЦП с сокращенным набором команд, возглавляемый IBM и ARM. Процессоры разных марок имеют разную архитектуру. Например, процессоры Intel и AMD основаны на архитектуре X86, процессоры IBM — на архитектуре PowerPC, а процессоры ARM — на архитектуре ARM. Ниже мы подробно рассмотрим несколько процессоров А-серии, выпущенных компанией ARM за последние годы. Процессоры серии ARM Cortex-A подходят для приложений с высокими вычислительными требованиями, работающих под управлением многофункциональных операционных систем и обеспечивающих интерактивные мультимедийные и графические возможности. Кортекс-А73

Это новейший процессор серии A, выпущенный компанией ARM в 2016 году. Cortex-A73 поддерживает полноразмерную архитектуру ARMv8-A. ARMv8-A — это первая процессорная архитектура ARM, поддерживающая 64-битные наборы инструкций, включая технологию ARM TrustZone, NEON. Технологии виртуализации и шифрования. Поэтому, будь то 32-битная или 64-битная версия, Cortex-A73 может обеспечить наиболее адаптируемую экологическую среду разработки мобильных приложений. Cortex-A73 включает в себя 128-битный интерфейс AMBR 4 ACE и интегрированный системный интерфейс ARM big.LITTLE. Он изготовлен с использованием самой передовой 10-нм технологии и может обеспечить на 30 % более высокую непрерывную вычислительную мощность, чем Cortex-A72, что делает его очень подходящим для мобильных устройств. устройства и оборудование потребительского уровня. Ожидается, что с конца этого года по 2017 год процессор Cortex-A73 постепенно будет охватывать ряд устройств бытовой электроники, таких как высокопроизводительные смартфоны, планшеты, мобильные устройства-раскладушки и цифровые телевизоры от наших партнеров. Кортекс-А72

Cortex-A72 был впервые выпущен в начале 2015 года. Он также основан на архитектуре ARMv8-A и использует 16-нм производственный процесс FinFET TSMC. Cortex-A72 может достигать производительности только на чипе или в сочетании с процессором Cortex-A53. и взаимодействие согласованности кэша ARMCoreLinkTMCCI Connect (CacheCoherentInterconnect) для формирования конфигурации ARMbig.LITTLETM для дальнейшего повышения энергоэффективности. При том же пределе времени автономной работы мобильных устройств Cortex-A72 может обеспечить производительность в 3,5 раза выше, чем устройства на базе Cortex-A15, и примерно в 1,8 раза выше, чем Cortex-A57, демонстрируя отличную общую эффективность потребления. Cortex-A72 — один из наиболее широко используемых процессоров на базе архитектуры ARMv8-A. Его основные рынки применения включают смартфоны высокого класса, мобильные устройства с большим экраном, корпоративное сетевое оборудование, серверы, беспроводные базовые станции и цифровые телевизоры. Кортекс-А57

Cortex-A57 является флагманским процессором серии процессоров ARM для стартовых точек проектирования в 2013, 2014 и 2015 годах. Кроме того, это первый случай, когда ARM использует 64-битный процессор с архитектурой ARMv8-A и поддерживает полную интеграцию с ARMv7. архитектура через состояние выполнения Aarch32. Помимо архитектурных преимуществ ARMv8, Cortex-A57 повышает производительность за один такт на 20–40 % по сравнению с высокопроизводительным процессором Cortex-A15. Он также улучшает конструкцию кэша L2 и других компонентов системы памяти, значительно повышая энергоэффективность. Cortex-A57 обеспечит сверхвысокую производительность для мобильных систем, а с помощью big.LITTLE SoC смогут добиться этого с очень низким средним энергопотреблением. В основном он ориентирован на компьютеры, планшеты и серверные продукты среднего и высокого класса. Кортекс-А53

Cortex-A53 также использует архитектуру ARMv8-A и может поддерживать состояние выполнения AArch64 для 32-битного кода ARMv7 и 64-битного кода. Архитектура A53 отличается пониженным энергопотреблением и повышенной энергоэффективностью. Цель состоит в том, чтобы потреблять не более 0,13 Вт мощности на ядро ​​при выполнении теста SPECint2000 в рамках 28-нм производственного процесса HPM. Он обеспечивает более энергоэффективную производительность, чем процессор Cortex-A7, и может использоваться в качестве автономного основного процессора приложений или в сочетании с процессором Cortex-A57 в конфигурации big.LITTLE. Cortex-A53 может обеспечить более высокую производительность, чем Cortex-A9, на той же частоте. В основном он ориентирован на компьютеры среднего и высокого класса, планшеты, телеприставки, цифровые телевизоры и т. д. Кортекс-А35

Cortex-A35 — это процессор с низким энергопотреблением, разработанный на основе 64-битной архитектуры ARMv8-A. Его цель — заменить два старых 32-битных ядра Cortex-A7 и Cortex-A5 с использованием последовательного ограниченного двухъядерного процессора, аналогичного A53/. Дизайн запуска A7 также включает в себя некоторые новые функции A72 и перепроектирует блок предварительной выборки команд на внешнем интерфейсе для повышения точности прогнозирования ветвлений. Кроме того, A35 также использует архитектуру кэша и памяти A53, которая может быть сконфигурирована с 8–64 КБ кэша инструкций и данных первого уровня, 128 КБ–1 МБ кэша второго уровня, а также добавляет блоки NEON/FP для повышения производительности и поддержки хранилища. двойная точность всего конвейера также оснащена аппаратными зарезервированными состояниями (независимыми доменами питания) для ядра ЦП и конвейера NEON для повышения эффективности управления питанием. При том же процессе и частоте энергопотребление A35 примерно на 10 % ниже, чем у A7, а производительность повышается на 6–40 %. По сравнению с A53 он может сохранить 80-100% производительности, но энергопотребление снижается на 32%, площадь уменьшается на 25%, а энергоэффективность повышается на 25%. A35 также можно объединить с большими ядрами, такими как A53, A57 и A72, чтобы сформировать систему с гибридной архитектурой big.LITTLE для дальнейшего повышения энергоэффективности системы. В основном он позиционируется в области маломощных мобильных телефонов, носимых устройств и Интернета вещей. Кортекс-А32

Это единственный процессор с 32-битной архитектурой (ARMv7-A) в архитектуре нового поколения ARM, но A32 похож на 32-битную версию A35. Цель очевидна: добиться более высокой производительности, чем у A35. контролировать энергопотребление. Архитектура A32 ориентирована на площадь кристалла, контроль энергопотребления и соотношение энергопотребления. Она остается 32-битной (набор команд ARMv7-A был переработан для повышения эффективности, а первичное и вторичное временное хранилище — с плавающей запятой). и операции DSP. Производительность повышена за счет скорости, а также представлены новые функции управления питанием. Он поддерживает шифрование безопасности TrustZone, набор инструкций NEON SIMD, расширения DSP/SIMD, вычисления с плавающей запятой VFPv4, виртуальное оборудование и т. д. A32 может обеспечить ту же производительность, что и A35 в 32-битном режиме. Но из-за более низкого энергопотребления его коэффициент производительности (производительность на единицу выходной электроэнергии) на 10% выше, чем у A35, на 30% выше, чем у A5, и на 25% выше, чем у A7. A35 может достичь 80-100% производительности A53 за счет увеличения частоты. Другими словами, A32 также может достичь того же уровня производительности в 32-битном режиме. В настоящее время площадь чипа составляет всего 68% от A53. потребляемая мощность составляет всего 61% от A53%. Под 64-битной A35 есть силы заменить архитектуру A53, а среди 32-битной A32 уже на грани победы над всеми, и по сравнению с 64-битной архитектурой A35 32-битная A32 больше подходит для носимые устройства на устройствах и продукты IoT. Кортекс-А17

A17 по-прежнему основан на 32-битном наборе инструкций ARMv7-A. Первоначально он будет использовать 28-нм техпроцесс, а позже будет развиваться до 20-нм. Основная архитектура такая же, как и внеочередная эмиссия двойной ширины в A12. Она только улучшает внешнее соединение и вводит новую согласованную шину AMBA4 ACE, которая позволяет быстрее подключать контроллер памяти, тем самым повышая производительность и энергоэффективность. Благодаря этой новой шине A17 может поддерживать операции полной согласованности памяти многоядерных SoC и участвовать в гибридном решении big.LITTLE с двойной архитектурой. При определенных условиях частоты, процесса и памяти производительность A17 составляет примерно 40%. выше, чем у А12. В некоторых конкретных условиях производительность A17 уже может быть на том же уровне, что и A15, но с меньшим энергопотреблением и более высокой энергоэффективностью. Хотя по названию он стоит выше Cortex-A15, он относится к среднему, а не к высшему классу. Кортекс-А15

Cortex-A15 был впервые выпущен в 2010 году и основан на 32-битной архитектуре ARMv7-A. A15 и A9 также имеют внеочередное выполнение, но Cortex-A15 имеет (дважды) порты эмиссии команд и ресурсы выполнения, возможность декодирования инструкций также на 50% выше, а возможность динамического предсказания ветвей сильнее (с использованием нескольких -уровень таблицы ветвей кэша), а полоса пропускания выборки инструкций выше (128 бит против 64 бит), что может сделать выполнение конвейера A15 более эффективным. Кроме того, A15 использует конструкцию модуля с плавающей запятой VFPv4, который может выполнять инструкции FMA и инструкции аппаратного деления. Для сравнения, пиковая производительность вектора с плавающей запятой у A9 практически вдвое ниже, чем у A15. Процессор Cortex-A15 можно использовать в таких устройствах, как смартфоны, планшеты, мобильные компьютеры, высококлассная цифровая техника, серверы и беспроводная инфраструктура. Кортекс-А9

ARM Cortex-A9 использует архитектуру ARMv7-A. Большинство четырехъядерных процессоров, которые мы видим в настоящее время, относятся к серии Cortex-A9. Процессор Cortex-A9 предназначен для создания современной высокоэффективной суперскалярной архитектуры с динамически изменяемой длиной и выполнением нескольких инструкций, обеспечивающей 8-ступенчатый конвейерный процессор с выполнением угадывания вне порядка и широкий спектр функций, необходимых для передовых продуктов для потребительских, сетевых, корпоративных и мобильных приложений, которые сочетают в себе высокую производительность и высокую энергоэффективность. Микроархитектура Cortex-A9 доступна как для масштабируемых многоядерных процессоров (многоядерные процессоры Cortex-A9 MPCore), так и для более традиционных процессоров (одноядерные процессоры Cortex-A9). Масштабируемые многоядерные и одноядерные процессоры поддерживают конфигурации четырехканальной ассоциативной кэш-памяти L1 емкостью 16, 32 или 64 КБ, а также конфигурации кэш-памяти L2 объемом до 8 МБ с дополнительным контроллером кэш-памяти L2, которые обеспечивают чрезвычайно высокую производительность. Гибкость, все подходит для конкретного приложения. территории и рынки. Кортекс-А8

Процессор ARM Cortex-A8, основанный на архитектуре ARMv7-A, является наиболее распространенным продуктом, используемым в настоящее время в одноядерных мобильных телефонах. Процессор Cortex-A8 — первый продукт на базе архитектуры ARMv7, способный увеличивать скорость с 600 МГц до более 1 ГГц. Процессор Cortex-A8 может удовлетворить требования по оптимизации энергопотребления мобильных устройств, которые должны работать с мощностью ниже 300 м Вт, а также требованиям по оптимизации производительности потребительских приложений, требующих 2000 Dhrystone MIPS; Высокопроизводительный процессор Cortex-A8 теперь очень зрелый: от мобильных телефонов до нетбуков, цифровых телевизоров, принтеров и автомобильных информационно-развлекательных систем — процессор Cortex-A8 обеспечивает надежные высокопроизводительные решения. Кортекс-А7

Cortex-A7 использует архитектуру ARMv7-A, которая обеспечивает превосходную производительность при низком энергопотреблении и одновременно обеспечивает производительность. Архитектура и набор функций процессора Cortex-A7 идентичны процессору Cortex-A15, за исключением того, что микроархитектура процессора Cortex-A7 ориентирована на обеспечение оптимальной энергоэффективности, поэтому оба процессора могут использоваться в больших масштабах. Конфигурация .LITTLE (Little and Little Core Companion Architecture), обеспечивающая идеальное сочетание высокой производительности и сверхнизкого энергопотребления. Один процессор Cortex-A7 в пять раз более энергоэффективен, чем процессор Cortex-A8, имеет повышение производительности на 50% и имеет размер всего в пятую часть. Кортекс-А5

Процессор Cortex-A5 также основан на архитектуре ARMv7-A. Это самый энергоэффективный и дешевый процессор, который может обеспечить самый простой доступ в Интернет для самого широкого круга устройств. Процессор Cortex-A5 полностью совместим по инструкциям и функциям с более производительными процессорами Cortex-A8, Cortex-A9 и Cortex-A15 — вплоть до уровня операционной системы. Процессоры Cortex-A5 также поддерживают обратную совместимость приложений с классическими процессорами ARM, включая ARM926EJ-S, ARM1176JZ-S и ARM7TDMI? Он позиционируется от смартфонов начального уровня, недорогих мобильных телефонов и интеллектуальных мобильных устройств до базового промышленного оборудования. Чтобы дать вам более интуитивное ощущение, пожалуйста, посмотрите на картинку ниже.

Как показано на рисунке, зеленая часть — это архитектура v7-A, а синяя часть — архитектура v8-A. По сути, зеленые части могут поддерживать 32 и 64 бита, за исключением A32, который поддерживает только 32 бита. Например, в каждой части справа верхняя часть A15-A73, требующая высокой эффективности, является наиболее эффективной. Далее идет часть, которая уделяет больше внимания общей эффективности. Средняя часть является относительно эффективной, а нижняя колонка - это. является наиболее эффективным и соответствует лучшим стандартам с точки зрения производительности аккумулятора. Если вам нужно их отсортировать, от высокого к низкому их можно примерно отсортировать следующим образом: процессор Cortex-A73, процессор Cortex-A72, процессор Cortex-A57, процессор Cortex-A53, процессор Cortex-A35, процессор Cortex-A32, Процессор Cortex-A17, процессор Cortex-A15, процессор Cortex-A7, процессор Cortex-A9, процессор Cortex-A8, процессор Cortex-A5.