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虽然智能手机、平板电脑等设备对极端性能没有太大的要求,但VR最近又成了下一个焦点,ARM就在Computex 2016年公布可以说是为了VR准备设备沉浸式体验Cortex-A73新架构,均对VR准备好性能和显示需求。
功耗优化大于性能 ARM Cortex-A73解析
回顾前任A72,作为big.LITTLE大核在今年的主流市场上得到了广泛的应用,骁龙650里有两个,骁龙652里有四个,麒麟950/955里有四个,联发科Helio X20/X25中有两个。当然,考虑到各自的定位不同,工作频率和工艺流程的选择也不同;从产品分布可以看出,今年Cortex-A72并不如前任Cortex-A57在高端市场很受欢迎(骁龙810)Exynos 7420)三星采用半自主架构,而高通则完全回归自主架构。
A9~A73发展历史回顾
抛开寿命长、能效比高的著名人物Cortex-A7不说,Cortex-A9是对于ARM里程碑,苹果等使用该架构的平台A5、三星Exynos 4210/4412、德仪OMAP 4430/4460都证明了A9的成功。
之后是毁誉参半Cortex-A15.与之前的突飞猛进相比,性能带来了很多功耗和发热问题,比如Exynos 5250/5410都受到它的影响当年的核弹Tegra 4什么的……
看到这个问题ARM也在随后推出了名字big.LITTLE架构,随后,世界上第一个真正的八核诞生了Exynos 5422、麒麟920等平台。
随着Cortex-A57的登场,ARM阵营正式进入ARMv8 当然,这也是苹果的指令集时代A7的功劳,与Cortex-A53结合大小核架构成为后续的主流,其中出现了四大四小、两大四小、不同频率的两组四小组合,并流传至今;有的开心,有的担心,三星靠Exynos 7420成功抢眼,而骁龙810则因发热而成为一代尴尬的旗舰。
除了这些主流的微架构,还有2013年7月公布的Cortex-A2014年2月年2月公布Cortex-A17.短命和不受欢迎并没有让它成为主流,只有MT很少使用6595等平台。
A17家族而非A72升级
而此次的A73不简单A72升级,这还得从ARM说起家族划分,A15、A57、A72属于Austin家庭(来源ARM位于德州奥斯汀的设计中心),而A5、A7、A53则属于Cambridge家族(名字来源ARM剑桥总部),A12、A以及刚刚公布的A73属于Sophia家族(名字来源欧洲最大科技园区索菲亚,也就是ARM法国CPU设计中心所在地)。
虽然命名上Cortex-A73看似是A72升级,但从技术上讲,其实是A17进化版,整体微架构、流水线、宽度设计相似,反而和A72差别很大,而且,A73也没有保留A72的三发射采用了与以前相比的三发射Sophia同一家庭微架构的双发射。而ARM这次宣传显然侧重于能效而不是性能,前两代往往是5W甚至10W就峰值功耗而言,ARM期待Cortex-A73能长期保持高性能,而不是因为短时间高频运行后发热降频。换句话说,它应该持久…
对比一下A73与A72流水线图,你会发现设计思路明显不同。Cortex-A72采用15级以上乱序流水线设计,128个预提指令,3个发射解码,每个时钟周期最多5个微操作,最多7个发射队列进入8个执行流水线。
而A73的设计颇似A17、流水线深度较高A72减少了预取阶段A72的5级减少到4级,进入浮点流水线的微操作也经历了额外的取指阶段,整个流水线只有11~12级。
由此可见A73设计以跟踪为基础A同样的逻辑,通过优化流水线、资源和接口,在最小功耗水平上获得最高性能。
由此可见A73设计以跟踪为基础A同样的逻辑,通过优化流水线、资源和接口,在最小功耗水平上获得最高性能。ARM他们还特别优化了32位/64位的平衡。
性能提升,ARM表示A73在所有重要的移动应用程序中都超越了它A72的性能,但给出的对比并不多,比如BBench与网页载入测试性能相比,A72提升10%,FFMEG解码多媒体性能提高5%,内存访问性能提高15%。
在性能方面,整数应用更为重要A73功耗降低25%,浮点和二次缓存应用降低约30%,ARM也表示在相同的频率下,A73整体相对于A72功耗降低20%。
10nm制程让A73尺寸在相同性能下比较A72小25%,所以双核A73的尺寸与四核基本相同A53是一样的,尤其是现在很多人使用4 4 A在53处理器性能不抢眼的情况下,预计这个组合将是2xA73 4xA53设计替代,保持相同的芯片面积,同时减少单线程性能。
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