Procesor ARM Cortex A7: specificații și recenzii

În acest material vom vorbi despre arhitectura procesorului

Informații rapide despre ARM

Istoria companieiARM a început în 1990, când a fost fondată de Robin Sachsby. Baza pentru crearea sa a fost o nouă arhitectură microprocesor. Dacă înainte de aceasta poziția dominantă pe piața CPA a fost x86 sau CISC, apoi după formarea acestei societăți a apărut o alternativă demnă de sub formă de RISC. În primul caz, executarea codului programului a fost redusă la 4 etape:

1. Obținerea instrucțiunilor mașinii.

2. Efectuarea unei conversii în microcod.

3. Obținerea instrucțiunilor micro.

4. Implementarea treptată a instrucțiunilor micro.

ohIdeea principală a arhitecturii RISC a fost că prelucrarea codului de program poate fi redusă la două etape:

1. recepție RISC-instrucțiuni.

2. prelucrare RISC-instrucțiuni.

KAtât în ​​primul, cât și în cel de-al doilea caz, există atât avantaje, cât și dezavantaje semnificative. x86 a câștigat cu succes piața calculatoarelor și RISC (inclusiv ARM Cortex A7, prezentat în 2011) - piața dispozitivelor mobile.

Istoria apariției arhitecturii Cortex A7. Caracteristici cheie

Ca bază pentru "Cortex A7" a acționat "Cortex A8". Ideea principală a dezvoltatorilor în acest caz a fost creșterea performanței și îmbunătățirea semnificativă a eficienței energetice a soluției de procesor. Asta sa întâmplat în cele din urmă cu inginerii companieiARM. O altă caracteristică importantă în acest caz a fost faptul că a fost posibil să se creeze un CPU cu o tehnologie big.LITTLE. Adică, chipul semiconductor ar putea include 2 module de calcul. Una dintre ele a avut ca scop rezolvarea celor mai simple probleme cu consum minim de energie și, de regulă, în acest rol, s-au jucat kernelurile "Cortex A7". Al doilea a fost conceput pentru a rula cel mai complex software și sa bazat pe blocurile de calcul "Cortex A15" sau "Cortex A17". Oficial, "Cortex A7" a fost prezentat, așa cum sa observat mai devreme, în 2011. Primul procesor ARM Cortex A7 a văzut lumina un an mai târziu, adică în 2012.

Tehnologie de producție

Inițial, produsele semiconductoare bazate pe A7 au fost fabricate conform standardelor tehnologice de 65 nm. Acum, această tehnologie este depășită fără speranță. În viitor, a fost lansat două generații A7 standarde de procesoare de admitere pentru 40 nm și 32 nm. Dar ele au devenit deja irelevante. Cele mai recente modele de procesoare bazate pe această arhitectură sunt deja fabricate la 28 nm și sunt încă disponibile în vânzare. tranziție în urma unei noi procese tehnologice la noile reguli de admitere și arhitectură învechită aștepta cu greu merita. Chips bazate pe A7 este acum ocupat de cel mai segmentul bugetar al pieței de dispozitive mobile și acestea înlocuiesc treptat gadgeturi deja pe baza A53, care este aproape la aceiași parametri de energie are un nivel mai ridicat de performanță.

Arhitectura nucleului microprocesorului

1, 2, 4 sau 8 nuclee pot face parte din CPU bazat pe ARM Cortex A7. caracteristicileprocesoarele din cel de-al doilea caz indică faptul că cipul constă în esență din 2 grupuri de câte 4 nuclee fiecare. 2-3 ani, procesoarele entry-level au fost bazate pe chips-uri cu 1 sau 2 module de calcul. Nivelul mediu a fost ocupat de soluții cu 4 nucleare. Ei bine, segmentul premium a fost pentru chips-uri cu 8 nuclee. Fiecare nucleu microprocesor bazat pe această arhitectură a inclus următoarele module:

• Bnumăr de punct plutitor cu numărul de flotant (FPU).

• Nivelul 1 cache.

• bloc NEON pentru a optimiza funcționarea procesorului.

• Modul de calcul ARMv7.

Au fost, de asemenea, următoarele componente comune pentru toate nucleele din CPU:

• KESHL2.

• Unitatea de control a nucleuluiCoreSight.

• Controlor de gestionare a magistralei AMBA cu o capacitate de biți de 128 biți.

Frecvențe posibile

Frecvența ceasului maxim pentru o anumită arhitectură microprocesor poate varia de la 600 MHz la 3 GHz. De asemenea, trebuie remarcat faptul că acest parametru, care indică impactul maxim asupra performanței sistemului de calcul, se schimbă. Și frecvența este influențată imediat de trei factori:

• Nivelul de complexitate al problemei de rezolvat.

• Gradul de optimizare a software-ului pentru multithreading.

• Valoarea actuală a temperaturii unui cristal semiconductor.

De exemplu, luați în considerare algoritmul cipului MT6582, care se bazează pe A7 și include 4 unități de calcul, a căror frecvență variază de la 600 MHz la 1,3 GHz. În modul inactiv, această unitate de procesare poate avea numai o singură unitate de calcul și funcționează la o frecvență minimă de 600 MHz. O situație similară se va întâmpla când va fi lansată o aplicație simplă pe un obiect gadget mobil. Dar când o jucărie intensivă cu optimizare pentru multithreading apare în lista de sarcini, toate cele 4 blocuri de procesare a codului programului la frecvența de 1,3 GHz vor începe să funcționeze automat. Pe măsură ce procesorul se încălzește, miezurile mai fierbinți vor reduce frecvența sau chiar se vor opri. Pe de o parte, această abordare asigură eficiența energetică, iar pe de altă parte - un nivel acceptabil de viteză a cipurilor.

Memoria cache

Doar 2 niveluri de memorie cache sunt furnizate în ARM Cortex A7. caracteristicilecristalul semiconductor, la rândul său, indică faptul că primul nivel este neapărat împărțit în două jumătăți egale. Unul dintre ei trebuie să stocheze datele, iar cealaltă - instrucțiunile. Total pdimensiuni cache pe primul nivel prin specificații pot fi egale cu 64 Kb. Ca rezultat, obținem 32 KB pentru date și 32 KB pentru cod.Nivelul 2 al cache-ului va depinde în acest cazede la un anumit model de procesor. Cel mai mic volum poate fi 0 MB (adică, absent), iar cel mai mare - 4 MB.

Controlerul memoriei operative. Caracteristicile sale

Controlerul de memorie încorporat este echipat cu orice procesor ARM Cortex A7. Caracteristicile planului tehnic indică faptul că acesta este orientat să lucreze împreună cu memoria RAM standardLPDDR3. Frecvența memoriei de operare recomandată în acest caz este 1066 MHz sau 1333 MHz. Dimensiunea maximă a memoriei RAM, care poate fi găsită în practică, pentru un model dat al chipului este de 2 GB.

Grafica integrată

Așa cum era de așteptat, aceste dispozitive cu microprocesor au un subsistem grafic integrat. producătorARM recomandă utilizarea unei plăci grafice proprii în combinație cu acest CPU Mali-400MP2. Dar performanțele sale nu sunt adesea suficiente pentru a debloca potențialul unui dispozitiv microprocesor. Prin urmare, dezvoltatorii de cip utilizează adaptoare mai eficiente în combinație cu acest cip, de exemplu, Power VR6200.

Caracteristici software

Trei tipuri de sisteme de operare sunt destinate procesoarelorARM:

• Android de la gigantul de căutare Google.

• iOS de la Apple.

• Windows Mobile de la Microsoft.

Restul software-ului de sistem nu a primit încă prea multă distribuție. Cea mai mare pondere pe piață pentru un astfel de software, deoarece nu este greu de ghicit,Android. Acest sistem are o interfață simplă și intuitivă, iar dispozitivele de intrare sunt foarte, foarte accesibile. Înainte de versiunea 4.4 inclusiv, a fost de 32 de biți, iar cu 5.0 a început să susțină calculul pe 64 de biți. Acest sistem de operare funcționează cu succes pe orice familie de arhitectură CPU RISC, inclusiv ARM Cortex A7. Meniul de inginerie este o altă caracteristică importantă a acestui software de sistem. Cu ajutorul acestuia, puteți reconfigura în mod semnificativ capabilitățile sistemului de operare. Accesul la acest meniu poate fi obținut folosind codul, care pentru fiecare model al procesorului este individual.

O altă caracteristică importantă a acestui sistem de operare este instalarea automată a tuturor actualizărilor posibile. Prin urmare, chiar și noi caracteristici pot apărea pe jetoanele familiei ARM Cortex A7. Firmware-ul poate adăuga. Al doilea sistem vizează gadgeturile mobile ale companieiApple. Astfel de dispozitive ocupă în principal segmentul premium și au niveluri corespunzătoare de viteză și cost. Ultimul sistem de operare în persoană Windows Mobile până când a devenit larg răspândită. Dispozitivele bazate pe acesta există în orice segment de gadgeturi mobile, dar aici o mică cantitate de software aplicat în acest caz este un factor de descurajare a distribuției.

Procesoare Modele

Cel mai accesibil și cel mai puțin productiv în acest caz sunt chips-urile cu 1 nucleu. Cel mai răspândit dintre acestea a fost MT6571 de la compania MediaTek. Pe pasul de mai sus sunt dual-core CPU ARM Cortex A7 Dual Core. De exemplu, puteți aduce MT6572 de la același producător. Un nivel de performanță și mai ridicat a fost furnizat de Quad Core ARM Cortex A7. Cipul cel mai popular din această familie este MT6582, care poate fi găsit chiar și în gadgeturile mobile de la nivelul de intrare. Cel mai înalt nivel de performanță a fost furnizat de procesoarele cu 8 nuclee, la care a aparținut MT6595.

Perspective ulterioare de dezvoltare

În prezent, vă puteți întâlni pe rafturile dispozitivelor mobile bazate pe un procesor semiconductor bazat pe 4X ARM Cortex A7. Acest lucru și MT6580, MT6582 și Snapdragon 200. Toate aceste cipuri includ 4 unități de calcul și au un nivel excelent de eficiență energetică. De asemenea, costul în acest caz este foarte, foarte modest. Însă cele mai bune momente ale acestei arhitecturi de microprocesoare sunt deja în urmă. Vânzările de vârf ale produselor bazate pe acesta au scăzut pentru perioada 2013-2014, când piața pentru gadget-uri mobile, nu a avut practic nici o alternativă. Și în acest caz vorbim despre dispozitive bugetare cu 1 sau 2 module computerizate, și cu gadget-uri emblematice cu un procesor cu 8 nuclee. În prezent, acesta înlocuiește treptat piața "Cortex A53", care este în esență o versiune modificată de 64 de biți a lui A7. În același timp, principalele avantaje ale predecesorului său, le-a păstrat în întregime și complet, iar viitorul este în mod sigur în spatele acestuia.

Opinia experților și a utilizatorilor. Feedback real pe chips-uri bazate pe această arhitectură. Punctele tari și punctele slabe

Fără îndoială, un eveniment reper pentru lumea dispozitivelor mobile a fost apariția arhitecturii dispozitivelor microprocesoare ARM Cortex A7. Cea mai bună dovadă a fost că dispozitivele de la baza sa au fost deja vândute cu succes de peste 5 ani. Desigur, acum capabilitățile procesorului bazat pe A7 nu sunt suficiente nici pentru problemele de nivel mediu, dar aici cel mai simplu cod de program pe astfel de jetoane funcționează încă cu succes până în prezent. Lista de astfel de software include redarea video, ascultarea înregistrărilor audio, citirea cărților, navigarea pe internet și chiar și cele mai simple jucării în acest caz vor fi lansate fără probleme. În acest sens, se concentrează pe principalele portaluri tematice, dedicate gadgeturilor și dispozitivelor mobile, în calitate de experți de vârf ai acestui plan, și utilizatorilor obișnuiți. Dezavantajul cheie al lui A7 este lipsa suportului pentru calculul pe 64 de biți. Ei bine, principalele avantaje ale acesteia pot fi atribuite combinației perfecte de eficiență energetică și performanță.

rezultate

Fără îndoială arhitectura ARM Cortex A7 - aceasta este întreaga epocă în lumea dispozitivelor mobile. Acesta a fost odată cu apariția sa de dispozitive mobile au devenit disponibile și destul de productiv. Și faptul că a fost vândut cu succes de mai bine de 5 ani este o dovadă a acestui fapt. Dar dacă gadgeturile de la început au ocupat segmentele medii și premium ale pieței, acum au doar o clasă bugetară. Această arhitectură este depășită și treptat devine un lucru din trecut.