ARM处理器发展历程
来源:互联网 发布:数据库怎么解决高并发 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 23:28
ARM简介
在说处理器之前,我们有必要再提一下ARM架构,这是目前几大移动处理器的核心。
ARM是Acorn电脑公司(Acorn Computers Ltd)于1983年开始的开发计划。ARM架构,过去叫做进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine,更早称作:Acorn RISC Machine),是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,被广泛地应用于嵌入式系统设计。由于低成本、高效能、低耗电的的特点,ARM处理器普遍用于移动通讯领域。
Acorn团队在1985年时开发出ARM1 Sample版,而真正的产能型ARM2于次年量产。ARM2具有32位的数据总线、26位的寻址空间,并提供64 Mbyte的寻址范围与16个32-bit的缓存器。ARM2可能是全世界最简单实用的32位微处理器,其仅容纳了30000个晶体管,而与当时大多数的CPU相同,它没有包含任何的高速缓存。这个精简的特色使它只需消耗很少的电能就可以发挥更好的效能。后继的处理器ARM3更备有4KB的高速缓存,使它能发挥更佳的效能。在1980年代晚期,苹果开始与Acorn电脑合作开发新版的ARM核心,这个方案后来进入了ARM6,首版在1991年试产,然后苹果使用ARM6架构的ARM 610来当作他们Apple Newton PDA的核心。
经历过这些变革之后,ARM内核部份却基本维持一样的大小。ARM2有30000颗晶体管,ARM6也只增长到35000颗。这样做的主要原因是用ODM的方式使ARM核心能搭配一些选配的零件而制成一颗完整的CPU,而且可在现有的晶圆厂里制作并以低成本的方式达到很大的效能。
ARM的经营模式在于出售其半导体知识产权核心(IP core),授权厂家依照设计制作微控制器和中央处理器。包括Atmel、Broadcom、Cirrus Logic、Freescale、富士通、英特尔、IBM、NVIDIA、英飞凌、任天堂、恩智浦半导体、OKI电气工业、三星电子、夏普、STMicroelectronics、德州仪器、高通等多家公司均持有不同形式的ARM授权。
我们要看的是ARM11和Cortex两个家族,这在出场的处理器中会有所涉及。
家族
架构
内核
特色
高速缓存 (I/D)/MMU
常规 MIPS 于 MHz
ARM11
ARMv6
ARM1136J(F)-S
SIMD, Jazelle DBX, (VFP),八级流水线
可变动,MMU
@ 532-665MHz (i.MX31 SoC)
ARMv6T2
ARM1156T2(F)-S
SIMD, Thumb-2, (VFP),九级流水线
可变动,MPU
ARMv6KZ
ARM1176JZ(F)-S
SIMD, Jazelle DBX, (VFP)
可变动,MMU+TrustZone
ARMv6K
ARM11 MPCore
1-4核对称多处理器,SIMD, Jazelle DBX, (VFP)
可变动,MMU
Cortex
ARMv7-A
Cortex-A8
Application profile, VFP, NEON, Jazelle RCT, Thumb-2, 13-stage pipeline
可变动 (L1+L2), MMU+TrustZone
up to 2000(2.0 DMIPS/MHz 从600 MHz到超过1 GHz的速度)
Cortex-A9
Cortex-A9 MPCore
ARMv7-R
Cortex-R4(F)
Embedded profile, (FPU)
可变动高速缓存,MMU可选配
600 DMIPS
ARMv7-M
Cortex-M3
Microcontroller profile
无高速缓存,(MPU)
120 DMIPS @ 100MHz
ARMv6-M
Cortex-M0
Cortex-M1
ARMv7-ME
Cortex-M4
Optional 8 region MPU with sub regions and background region
1.25 DMIPS/MHz
其中ARM11包含有ARMv6、ARMv6T2、ARMv6KZ、ARMv6K四种架构,依次分别使用的是ARM1136J(F)-S、ARM1156T2(F)-S、ARM1176JZ(F)-S、ARM11 MPCore内核。
Cortex家族包含有五个架构,其中ARMv7-A架构采用了Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A9 MPCore三种内核,前两种内核分别在苹果A4和A5处理器中得到应用。ARMv7-R架构采用的是Cortex-R4(F)内核,ARMv7-M用了Cortex-M3,ARMv6-M价格则用了Cortex-M0、Cortex-M1两种,ARMv7-ME架构则使用了Cortex-M4内核。另外还有最新推出的Cortex-A15 MPCore内核,被认为是下一代移动处理器的标志。
另外我们再放上一个智能手机GPU的性能速查表。
品牌
产品型号
标准支持
三角形输出
像素填充
高通(Qualcomm)
Adreno 130
OpenGL ES1.1
4M/S
133M/S
Adreno 200
OpenGL ES1.1/ 2.0
22M/S
133M/S
Adreno 205
OpenGL ES1.1/ 2.0
41M/S
245M/S
Adreno 220
OpenGL ES1.1/ 2.0
88M/S
532M
Imagination
PowerVR SGX520
不详
7M/S
250M/S
PowerVR SGX530
OpenGL ES1.1/ 2.0
14M/S
125M/S
PowerVR SGX535
OpenGL ES1.1/ 2.0
25M/S
500M/S
PowerVR SGX540
OpenGL ES1.1/ 2.0
35M/S
500M/S
PowerVR SGX543 MP2
OpenGL ES1.1/ 2.0
35M/S X2
1000M/S X2
PowerVR SGX544
OpenGL ES1.1/ 2.0
63M/S
1250M/S
PowerVR SGX545
OpenGL ES1.1/ 2.0
80M/S
1500M/S
博通(Broadcom)
BCM2727
OpenGL ES1.1/ 2.0
32M/S
1440M/S
BCM2763
OpenGL ES1.1/ 2.0
不详
不详
英伟达(NVIDIA)
GeForce ULV
OpenGL ES1.1/ 2.0
90M/S
1200M/S
ARM
Mali-300
OpenGL ES1.1/ 2.0
30M/S
275M/S
Mali-400 MP4
OpenGL ES1.1/ 2.0
30M/S X4
275M/S X4
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