ARM架构处理器

来源:互联网 发布:js 动态生成 流程图 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 06:55

参看:

《ARM架构应用处理器与x86处理器》 http://cn.engadget.com/2011/05/25/a-little-different-between-arm-and-x86/

《从ARM9到A15 手机处理器架构进化历程》 http://www.candou.com/mobile/2012-04-13/444574_all.shtml

《主流智能手机CPU型号性能点评》 http://www.360doc.com/content/11/0216/11/287938_93454756.shtml


ARM的架构相较于x86有哪些特点?相较于基于CISC的x86架构处理器,由于为了满足电脑产业发展而不断加入指令集,使得处理器日益庞大,但每个指令集用到的频率也越差越大,许多指令到后来已经相当少用,甚至是可以被新的指令所取代。而ARM架构则大幅简化架构,仅保留所需要的指令,可以让整个处理器更为简化,拥有小体积、高效能的特性。


另外,ARM的架构老早就已经作到高密度整合,由于ARM授权的弹性以及核心架构单纯,ARM处理器架构可以很容易与其它专职的特殊核心,像是GPU、多媒体译码核心、基频调制解调器、I/O控制等架构整合,透过SoC(System On a Chip,系统单芯片)的方式,一颗小小的ARM架构应用处理器,完成近年x86架构处理器积极跨足的单芯片设计,并且透过各种不同的核心分工各司其职,ARM架构应用处理器的核心负担相较传统x86处理器低上许多,并且因为早前应用处理器的需求就是以低功耗为重点,即便如今效能不断提升,仍是以保有省电的特性为前提发展。

ARM架构的另一个优点,就是自由性,只要像ARM买下核心授权,就可以与其它IP公司的方案以及这家授权客户本身的优势技术整合,虽同为同一世代的ARM核心架构,即便频率相同,结果也不同。不过这也使得ARM应用处理器光从基本规格是不一定能看出操作效能的,例如同样隶属高通Snapdragon,频率1GHz的第一世代旗舰QSD8x50甚至不敌频率仅800MHz的第二世代MSM7230。

以目前最火红的几颗手机与平板的双核应用处理器选择的GPU架构为例,Tegra 2图形架构来自NVIDIA的GeForce ULP,TI OMAP 4430则是采用PowerVR SGX 540架构,Qualcomm MSM8660采用高通自家Adreno 220,三星Exynos 4210采用ARM的Mali 400 GPU架构,就已经足以产生这几颗处理器在效能表现的差异,更不用说细节的内存控制管理、电源管理、储存通道等架构产生的差异。

谈到这些GPU架构,又是一段有趣的过去,GeForce ULP、Power SGX以及Adreno其实都在游戏机史上交手过,Nvidia的图形架构曾被用在微软第一代XBox以及PS3采用过,而PowerVR则是接连在SEGA Saturn以及Dreamcast出现,Adreno源自ATi行动图形部门,ATi的图形方案也被XBox 360以及Wii采用,可说这几家图形方案供货商过去在游戏机的战火,又再次烧回手机以及平板上。


ARM Cortex-A8 衍生品

三星Hummingbird核心
三星蜂鸟hummingbird核心同样是在cortex-A8基础上,进行修改增强的一款核心,采用这款核心的代表产品便是三星S5PC110/S5PV210/苹果A4核心。而hummingbird核心也正是三星和苹果合作研发而来。在实测性能上,较其它普通A8核心的CPU 相比,拥有了成倍的增长。

三星S5PC110/S5PV210可以说是世界上最强的cortex-A8架构方案芯片,它在原cortex-A8的基础上,进行了大幅度的优化,在性能上也获得了大幅度的增长,基本上,能够达到同等架构的CPU效能的1倍以上。采用该处理器的机型有三星I9000,魅族M9等。

苹果A4处理器
苹果iPhone 4和苹果iPad以及iTouch 4都采用了这个和三星S5PC110处理器相近的A4处理器,不过苹果作了更多的优化,尤其是苹果A4将负责视频硬解的VXD370改成了 VXD375,GPU和内存的直连也令PowerVR 535的实际表现要超越三星S5PC110的PowerVR 540处理器。但归根结底,苹果A4处理器还是一个基于ARM Cortex-A8核心的高性能处理器。


实际上,A4处理器和三星S5PC110都采用了Cortex A8构架,但是A4处理器的L2二级缓存达到了640KB,而三星S5PC110的L2还是512KB。最为关键的是显卡部分,虽然A4采用的PowerVR SGX 535显示核心不如三星S5PC110的PowerVR SGX 540,但是A4采用了显示核心与RAM直连的方式,这种巨大的差异相当于独立显卡的独立现存和集成显卡分享RAM,由此获得了更高的性能提升。






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