ARM Cortex-A系列处理器性能分类比较

在如今这个电子产品泛滥的年代，仅仅靠品牌或是外观已经不足以辨别产品的优劣，其内置的处理器自然也就成为了分辨产品是否高端的标准之一。那么我们今天就不妨好好了解一下近几年来电子产品中较为主流的RAM处理器。  在这之前让我们先简单认识一下处理器的架构。所谓处理器架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。 下面我们将详细了解近年来ARM公司发布的数款A系列处理器。ARM公司的Cortex-A系列处理器适用于具有高计算要求、运行丰富操作系统以及提供交互媒体和图形体验的应用领域。 #Cortex-X2/X3 这是ARM 2021年发布的最新处理器，基于64位Armv9-A指令集设计，仅支持64位编码，代表型号：**Cortex A510** #Cortex-X1/A78/A77/A76/A75 都是基于64位Armv8.2-A指令集设计，支持64位和32位编码，首次引入DynamIQ技术，可以自由控制处理器集群中每颗核心的电压和频率以及控制每颗核心的开启和关闭。 #Cortex-A73以下处理器的基本资料如下：  #Cortex-A73 ARM 2016年发布的A系列处理器，Cortex-A73支持全尺寸ARMv8-A构架，ARMv8-A是ARM公司的首款支持64位指令集的处理器架构，包括ARM TrustZone技术、NEON、虚拟化和加密技术。所以无论是32位还是64位，Cortex-A73都可以提供适应性最强的移动应用生态开发环境。Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接口和ARM的big.LITTLE系统一体化接口，采用了目前最先进的10nm技术制造，可以提供比Cortex-A72高出30%的持续处理能力，非常适合移动设备和消费级设备使用。预计今年晚些时候到2017年，Cortex-A73处理器将会逐渐覆盖到我们合作伙伴的高端智能手机、平板电脑、翻盖式移动设备、数字电视等一系列消费电子设备。 #Cortex-A72 Cortex-A72最早发布于2015年年初，也是基于ARMv8-A架构，采用台积电16nm FinFET制造工艺，Cortex-A72可在芯片上单独实现性能，也可以搭配Cortex-A53处理器与ARMCoreLinkTMCCI高速缓存一致性互连（CacheCoherentInterconnect）构成ARMbig.LITTLETM配置，进一步提升能效。在相同的移动设备电池寿命限制下，Cortex-A72能相较基于Cortex-A15的设备提供3.5倍的性能表现，相比于Cortex-A57也有约1.8倍的性能提升，展现出了优异的整体功耗效率。Cortex-A72是目前基于ARMv8-A架构处理器中使用最广泛的处理器之一，主要其应用市场包括高端智能手机、大屏幕的移动设备、企业网路设备、服务器、无线基台、数字电视。 #Cortex-A57 Cortex-A57是ARM针对2013年、2014年和2015年设计起点的CPU产品系列的旗舰级CPU，它也是ARM首次采用64位ARMv8-A架构CPU，而且通过Aarch32执行状态，保持与ARMv7架构的完全后向兼容性。除了ARMv8的架构优势之外，Cortex-A57还提高了单个时钟周期性能，比高性能的Cortex-A15 CPU高出了20%至40%。它还改进了二级高速缓存的的设计以及内存系统的其他组件，极大的提高了能效。Cortex-A57将为移动系统提供超高能的性能，而借助big.LITTLE，SoC能以很低的平均功耗做到这一点。其主要面对的是中高端电脑，平板电脑以及服务器产品。 #Cortex-A53 Cortex-A53同样是采取了ARMv8-A架构，能够支持32位的ARMv7代码和64位代码的AArch64执行状态。A53架构特点是功耗降低、能效提高。其目标是28nm HPM制造工艺下、运行SPECint2000测试时，单个核心的功耗不超过0.13W。它提供的性能比Cortex-A7处理器的功率效率更高，并能够作为一个独立的主要的应用处理器，或者搭配Cortex-A57处理器构成big.LITTLE配置。Cortex-A53在相同的频率下，能提供比Cortex-A9更高的效能。其主要面对的是中高端电脑，平板电脑，机顶盒，数字电视等。 #Cortex-A35 Cortex-A35是基于ARMv8-A 64位架构设计的一款低功耗CPU，其目的是为了取代此前32位Cortex-A7和Cortex-A5两颗老核心，采用和A53/A7类似的顺序有限双发射设计，同时融入了A72的一些新特性，并在前端重新设计了指令预取单元，提升了分支预测精度。此外，A35还采用了A53的缓存、内存架构，可配置8-64KB一级指令和数据缓存、128KB-1MB二级缓存，加入了NEON/FP单元，改进了存储性能，支持完整流水线的双精度乘法，还为CPU核心、NEON流水线都配备了硬件保留状态(独立电源域)以提升电源管理效率。在同样的工艺、频率下，A35的功耗比A7低大约10%，同时性能提升6-40%。而对比A53，它可以保留80-100%的性能，但是功耗降低32%、面积缩小25%，能效提升25%。A35还可以和A53、A57、A72等大核心搭配，组成big.LITTLE混合架构系统，进一步提升系统能效。其主要定位于低功耗的低端手机、可穿戴、物联网等领域。 #Cortex-A32 这是ARM 新一代构架中，唯一一个 32 位（ARMv7-A ）架构的处理器，但 A32 就像是 32 位版的 A35，目标很明显，就是在效能比本来就逆天的 A35 的基础上进一步控制功耗。A32 架构主打芯片面积、功耗控制和能耗比，其停留在 32 位（ARMv7-A 指令集），指令预取单元针对效率进行了重新设计，一、二级暂存、浮点和 DSP 操作性能则针对速度进行了改进，并引入了新的电源管理特性。其支持 TrustZone 安全加密、NEON SIMD 指令集、DSP / SIMD 扩展、VFPv4 浮点计算、虚拟硬件等。A32 可以在 32 位下提供和 A35 一样的性能。但更低功耗，让它的效能比（单位电能产出的性能）比 A35 还要高 10%、比 A5 高 30%、比 A7 高 25%。A35 可以透过提升频率达到 A53 80-100% 性能，也就是说，A32 也可以在 32 位下达到同样的性能等级，这时候的芯片面积只有 A53 的 68%，而功耗则只有 A53 的 61%。 在 64 位之下，A35 都有代替 A53 架构的实力，而在 32 位中，A32 就已经是完胜所有人的境界了，而且比起 64 位的 A35 架构，32 位的 A32 更适合用在穿戴设备和物联网产品上。