ARM Cortex A7 xử lý: tính năng và đánh giá

ARM Cortex A7 . Trong bài viết này chúng ta sẽ nói về kiến trúc vi xử lý ARM Cortex A7. sản phẩm bán dẫn dựa trên nó có thể được tìm thấy trong điện thoại thông minh, thiết bị định tuyến, máy tính bảng và các thiết bị di động khác, nơi cô đã đến gần đây chiếm vị trí hàng đầu trong phân khúc thị trường này. Bây giờ nó đang dần thay thế bằng nhiều giải pháp xử lý mới và tươi.

Thông tin tóm tắt về công ty ARM

началась в 1990 году, когда она была основана Робином Саксби. Lịch sử công ty ARM bắt đầu từ năm 1990, khi nó được thành lập bởi Robin Saxby. Cùng cơ sở cho sự sáng tạo của nó là một kiến trúc vi xử lý mới. , то после образования данной компании появилась достойная альтернатива в виде RISC. Trước đó một vị trí thống lĩnh trên thị trường x86 CPU bị chiếm đóng hoặc CISC, sau sự hình thành của công ty xuất hiện như một sự thay thế xứng đáng để RISC. Trong trường hợp đầu tiên, việc thực hiện các mã đã được giảm xuống còn 4 bước sau:

1. Chuẩn bị hướng dẫn của máy.

2. Thực hiện các vi chuyển đổi.

3. Lấy vi hướng dẫn.

4. thực hiện theo từng giai đoạn của vi-hướng dẫn.

сновная же идея архитектуры RIS С состояла в том, что обработку программного кода можно свести к 2 этапам: SIC cùng kiến trúc ý tưởng RIS gồm trong thực tế là việc xử lý các mã chương trình có thể được tóm tắt trong 2 giai đoạn:

1. RISC- инструкций. hướng dẫn chuẩn bị RISC-.

2. RISC- инструкций. hướng dẫn xử lý RISC-.

ак в первом, так и во втором случае есть как плюсы, так и существенные недостатки. Ow trong lần đầu tiên và trong trường hợp thứ hai, có cả ưu điểm và khuyết điểm đáng kể. RISC ( в том числе и ARM Cortex A7 , представленная 2011 году) — рынок мобильных устройств. x86 giành thành công trên thị trường máy tính, và RISC (bao gồm ARM Cortex A7, được giới thiệu vào năm 2011) - thị trường cho các thiết bị di động.

Câu chuyện về kiến trúc Cortex A7. Các tính năng chính

Trong việc thực hiện "Cortex A8" làm cơ sở cho "Cortex A7." Ý tưởng cơ bản của các nhà phát triển trong trường hợp này là để đảm bảo, để tăng năng suất và cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng trong những giải pháp xử lý. . Đó là những gì cuối cùng đã xảy ra, các kỹ sư công ty ARM. Một tính năng quan trọng trong trường hợp này là đã có một cơ hội để tạo ra một công nghệ CPU big.LITTLE. Đó là, các chip bán dẫn có thể bao gồm một đơn vị tính toán 2. Một trong số đó là nhằm giải quyết những nhiệm vụ đơn giản nhất với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu và, như một quy luật, trong vai trò này, và biểu diễn "Cortex A7" cốt lõi. Thứ hai được thiết kế để chạy phần mềm phức tạp nhất và dựa trên các đơn vị tính toán "Cortex A15" và "A17 Cortex". Chính thức "Cortex A7" đã được trình bày, như đã đề cập trước đó, vào năm 2011. Vâng, bộ vi xử lý đầu tiên ARM Cortex A7 thấy một năm ánh sáng sau, tức là vào năm 2012.

công nghệ sản xuất

Ban đầu, các sản phẩm bán dẫn dựa trên sản xuất bởi công nghệ A7 65 quá trình nm. Bây giờ công nghệ này là vô vọng lỗi thời. Trong tương lai, nó được phát hành hai thế hệ A7 tiêu chuẩn xử lý nhập học cho 40 nm và 32 nm. Nhưng bây giờ họ đã trở nên không thích hợp. Các mô hình CPU mới nhất dựa trên kiến trúc này thực hiện đã ở mức 28 nm, và rằng họ vẫn có thể được tìm thấy để bán. chuyển hơn nữa để một quy trình công nghệ mới để các quy định mới nhập học và kiến trúc lỗi thời hy vọng hầu như không có giá trị nó. Chip dựa trên A7 hiện đang chiếm đóng bởi các phân khúc ngân sách hầu hết các thị trường các thiết bị di động và họ đang dần thay thế các tiện ích đã có trên cơ sở A53, đó là hầu hết vào các thông số năng lượng tương tự có mức hiệu suất cao hơn.

lõi vi xử lý kiến trúc

1, 2, 4 hoặc 8 lõi có thể được bao gồm trong các CPU dựa trên ARM Cortex A7. Đặc điểm của bộ vi xử lý trong các trường hợp sau, chỉ ra rằng cấu trúc của chip cơ bản là 2-4 cụm hạt nhân. 2-3, các sản phẩm entry-level bộ xử lý dựa trên chip với 1 im hoặc 2 mô-đun máy tính. Mức trung bình mất giải pháp 4-core. Vâng, phân khúc cao cấp là chip 8 lõi. Mỗi lõi bộ vi xử lý dựa trên kiến trúc này bao gồm các thành phần sau:

• лок обработки чисел с плавающей запятой ( FPU). xử lý khóa B dấu chấm động (FPU).

• Cache Level 1.

• NEON для оптимизации работы ЦПУ. đơn vị NEON để tối ưu hóa CPU.

• ARMv7. mô-đun máy tính ARMv7.

Ngoài ra còn có các thành phần phổ biến sau đây cho tất cả các hạt nhân trong CPU:

• Bộ nhớ cache L2.

• đơn vị hạt nhân kiểm soát CoreSight.

• xe buýt Quản lý dữ liệu điều khiển AMBA với các bit 128 bit.

tần số càng tốt

Giá trị tối đa cho một tần số đồng hồ nhất định của kiến trúc vi xử lý có thể thay đổi từ 600 MHz đến 3 GHz. Cũng lưu ý rằng tham số này xác định các tác động tối đa về việc thực hiện một thay đổi hệ thống máy tính. Trong đó tần số trực tiếp ảnh hưởng đến ba yếu tố:

• vấn đề khó khăn cần giải quyết.

• Mức độ của phần mềm tối ưu hóa cho xử lý đa luồng.

• Giá trị hiện tại của nhiệt độ chip bán dẫn.

Ví dụ chúng ta xem xét chip MT6582 hoạt động thuật toán, mà là dựa trên A7 và bao gồm bốn đơn vị tính toán mà thay đổi tần số từ 600 MHz đến 1,3 GHz. Trong chế độ nhàn rỗi, nó có đơn vị xử lý chỉ có thể chỉ có một đơn vị tính toán, và nó hoạt động trên tần số thấp nhất có thể là 600 MHz. Một tình huống tương tự là trong trường hợp các ứng dụng đơn giản trên điện thoại di động tiện ích sẽ được đưa ra. Nhưng khi danh sách các nhiệm vụ xuất hiện đồ chơi thốn với tối ưu hóa cho xử lý đa luồng, nó sẽ tự động chuyển sang công việc của tất cả 4 của đơn vị xử lý mã tại một tần số 1,3 GHz. Như hầu hết nóng sưởi ấm CPU lõi sẽ làm giảm tần số hoặc thậm chí tắt. Một mặt, phương pháp này cung cấp energoeffektivnst, và người kia - chip mức độ chấp nhận của hiệu suất.

bộ nhớ cache

Chỉ có 2 cấp bộ nhớ cache quy định trong ARM Cortex A7. Đặc điểm của chip bán dẫn, đến lượt nó, trỏ đến một thực tế rằng mức độ đầu tiên là bắt buộc chia thành 2 phần bằng nhau. должна хранить данные, а другая — инструкции. Một trong số đó là để lưu trữ dữ liệu, và người kia - hướng dẫn. азмер кеша на 1-ом уровне по спецификациям может быть равен 64 Кб. Tóm tắt p Kích thước bộ nhớ cache thông số kỹ thuật cấp 1 có thể tương đương với 64 KB. Kết quả là, chúng ta có được 32 KB cho dữ liệu và 32 KB cho mã. е ть от конкретной модели ЦПУ. Bộ nhớ cache cấp 2 trong trường hợp này sẽ phụ thuộc vào e CPU mô hình cụ thể. Lượng nhỏ nhất của nó có thể là 0 MB (ví dụ, vắng mặt) và lớn nhất - 4MB.

Bộ điều khiển bộ nhớ RAM. tính năng của nó

Built-in RAM điều khiển được trang bị với bất kỳ bộ vi xử lý ARM Cortex A7. đặc điểm của phương án kỹ thuật chỉ ra rằng nó được thiết kế để làm việc cùng với các tiêu chuẩn RAM LPDDR3. Mục ðích hoạt động bộ nhớ tần số trong trường hợp này là tương đương với 1066 MHz và 1333 MHz. Kích thước tối đa của RAM, có thể được nhìn thấy trong thực tế, đối với mô hình nhất định của chip là 2 GB.

đồ họa tích hợp

Theo dự kiến, các thiết bị dữ liệu bộ vi xử lý có một hệ thống đồ họa tích hợp. рекомендует использовать в сочетании с этим ЦПУ графическую карту собственной разработки Mali - 400MP2 . Công ty sản xuất ARM khuyên bạn nên sử dụng kết hợp với card đồ họa CPU phát triển riêng của Mali - 400MP2. Nhưng hiệu quả của nó là thường xuyên nhất không đủ để mở ra tiềm năng của các thiết bị bộ vi xử lý. Do đó các nhà phát triển chip sử dụng kết hợp với thẻ chip hiệu quả hơn, ví dụ, Power VR6200.

Các tính năng phần mềm

Ba loại hệ điều hành là nhằm mục đích xử lý ARM:

• от поискового гиганта Google. Android từ tìm kiếm khổng lồ Google.

• от APPLE. iOS từ APPLE.

• от «Майкрософт». Windows Mobile từ "Microsoft".

Mọi thứ khác là phần mềm hệ thống vẫn chưa nhận được phân phối rộng rãi. Thị phần lớn nhất trong thị trường phần mềm như vậy không phải là khó đoán, phải mất Android. Hệ thống này có một thiết bị giao diện đơn giản và trực quan và dựa trên đó là mức rất ban đầu và rất dễ tiếp cận. Trước khi phiên bản 4.4 bao gồm, nó là 32-bit, và với 5,0 giờ đây hỗ trợ tính toán 64-bit. , в том числе и ARM Cortex A7. Hệ điều hành này đang hoạt động thành công trong bất kỳ kiến trúc CPU RISC gia đình, bao gồm ARM Cortex A7. đơn kỹ thuật - là một tính năng quan trọng của phần mềm hệ thống. Với nó, bạn có thể cấu hình lại đáng kể các tính năng hệ điều hành. Truy cập vào cùng một trình đơn này có thể được truy cập bằng cách sử dụng mã mà CPU cho mỗi mô hình là duy nhất.

Một tính năng quan trọng là hệ điều hành Linux - lắp đặt tất cả các bản cập nhật có thể tự động. Vì vậy, ngay cả những cơ hội mới xuất hiện trên ARM họ chip Cortex A7. Firmware có thể thêm chúng. Hệ thống thứ hai là nhằm mục đích tiện ích các công ty điện thoại di động APPLE. thiết bị như vậy thường chiếm một cao cấp - phân khúc và có mức độ tương ứng về hiệu suất và chi phí. пока не получила большого распространения. OS mới nhất Windows Mobile khuôn mặt vẫn chưa nhận được phân phối rộng rãi. Các thiết bị dựa trên nó, trong bất kỳ phân đoạn của các tiện ích di động, nhưng điều đó một lượng nhỏ phần mềm ứng dụng trong trường hợp này là yếu tố hạn chế cho sự phát triển của nó.

mô hình xử lý

Có sẵn nhất và hiệu quả nhất trong trường hợp này là chip 1 lõi. Các phổ biến nhất trong số đó MT6571 nhận được từ các thư viện công ty. Tại bước trên là dual CPU ARM Cortex A7 Dual Core. Như một ví dụ, MT6572 từ tất cả các nhà sản xuất cùng. Một mức độ lớn hơn của hoạt động cung cấp Quad Core ARM Cortex A7. Chip phổ biến nhất từ gia đình này là MT6582, mà ngay cả bây giờ có thể được tìm thấy trong các tiện ích di động, mức ban đầu. Vâng, mức lớn nhất của hoạt động cung cấp các CPU 8 lõi, thuộc về 6595 MT.

Triển vọng phát triển hơn nữa

Bạn vẫn có thể được tìm thấy trên các kệ hàng thiết bị di động được dựa trên bộ xử lý bán dẫn trên cơ sở 4X ARM Cortex A7. Đây MT6580, MT6582 và "Snapdragon 200". Tất cả những con chip bao gồm bốn đơn vị tính toán và có hiệu quả năng lượng tuyệt vời. Cũng trong trường hợp này, chi phí là rất, rất khiêm tốn. Nhưng vẫn là tốt nhất của thời đại là một kiến trúc vi xử lý kết thúc. bán hàng đỉnh cao của sản phẩm dựa trên nó rơi vào tay 2013-2014, khi thị trường cho các tiện ích di động cô hầu như không có sự thay thế. Và trong trường hợp này chúng ta đang nói về ngân sách như một thiết bị với 1 hoặc 2 mô-đun máy tính và một tiện ích hàng đầu với CPU 8 lõi. Tại thời điểm này, nó dần dần chiếm chỗ của thị trường "Cortex A53", mà thực chất là một phiên bản sửa đổi 64-bit của A7. Trong trường hợp này, những lợi thế chính của người tiền nhiệm của nó, nó đã được bảo quản hoàn toàn, và tương lai chắc chắn là đằng sau nó.

Ý kiến của các chuyên gia và người dùng. đánh giá thực sự của chip dựa trên kiến trúc này. Mạnh và điểm yếu

Tất nhiên, một sự kiện quan trọng đối với thế giới của các thiết bị di động đã được sự xuất hiện của kiến trúc vi xử lý các thiết bị ARM Cortex A7. Bằng chứng tốt nhất của việc này là các thiết bị dựa trên nó đã bán thành công hơn 5 năm. Tất nhiên, bây giờ công suất CPU trên cơ sở của A7 là đã không đủ ngay cả đối với một nhiệm vụ tầm trung, nhưng mã đơn giản nhất trên chip như vậy và đang hoạt động thành công ngày hôm nay. Danh sách các phần mềm như vậy bao gồm video, nghe âm thanh, đọc sách, lướt web, và thậm chí cả đồ chơi đơn giản nhất, trong trường hợp này để chạy mà không có bất kỳ vấn đề. Đó là về vấn đề này và tập trung vào các cổng thông tin thời sự hàng đầu dành riêng cho các tiện ích di động và devaysa như các chuyên gia hàng đầu của kế hoạch này, cũng như người dùng bình thường. Key trừ A7 - là thiếu sự hỗ trợ cho máy tính 64-bit. Nhưng những lợi thế lớn bao gồm sự kết hợp hoàn hảo của hiệu quả năng lượng và hiệu suất.

kết quả

это целая эпоха в мире мобильных устройств. Tất nhiên, kiến trúc của ARM Cortex A7 - một kỷ nguyên toàn trong thế giới của các thiết bị di động. Đó là với sự ra đời của các thiết bị di động của mình đã trở nên có sẵn và khá hiệu quả. Và thực tế đơn thuần mà nó đã có hơn 5 năm đã bán thành công bằng chứng khác. Nhưng nếu các tiện ích đầu tiên tại cơ sở của nó là ở phân khúc trung và cao cấp của thị trường, và bây giờ đối với họ chỉ là một lớp ngân sách. kiến trúc này là lỗi thời và đang dần biến mất.