10nm的威力! ARM全新Cortex-A73构架详解

2016-07-28 13:07:32     作者:王昊      来源:雷锋网

标签: ARM

ARM公司宣布其旗下最新的高性能处理器Cortex-A73。ARM正加快其创新的步伐,在推出Cortex-A72一年后便推出A73核心。

智能手机在2009年之后的七年中性能增强了100倍!手机已经可以实现很多从前不能实现的功能,快如闪电的操作响应速度和无与伦比的用户体验,功耗却始终维持在同一水平。这是一项无与伦比的成就,在移动领域这种设计非常具有挑战性。


这种性能、功能和用户体验带动起一个了不起的市场,在2016年度,全球手机出货量将有机会达到惊人的15亿台。随着消费者观念的转变,智能手机的设计方向已经改变,手机在许多方面已经成为未来创新的平台。如虚拟现实、超高清可视化,基于音频处理和计算机级视频处理对智能手机的性能要求变得越来越高。近几年智能手机越来越轻薄,很大程度上限制了机身散热和电池及电源管理电路部分的设计。在电池技术停滞不前,同等体积下已无法增加更大的电池容量,想继续提升手机的续航水平和用户体验,只能寄希望于降低硬件的功耗水平,如处理器拥有更高的效率,以此提升手机的整体续航表现。

为此,ARM公司宣布其旗下最新的高性能处理器Cortex-A73。ARM正加快其创新的步伐,在推出Cortex-A72一年后便推出A73核心,将搭载于2017年初发布的智能手机上使用。

Cortex-A73在设计上专门针对移动设备和消费设备进行了优化,最令人兴奋的一点是高效的性能提升:

  • 提升处理器最高性能,工作频率高达2.8GHz;

  • 电源效率大幅提升,功耗降低30%,以维持最佳的用户体验;

  • 工艺提升,内置了体积最小的ARMv8-A内核。

新的Cortex-A73是目前ARM最高效、性能最强的处理器,以下是Cortex-A73的一些主要特点:


Cortex-A73:ARMv8A 高性能处理器

Cortex-A73支持全尺寸ARMv8-A构架,非常适合移动设备和消费级设备使用。ARMv8-A包括ARM TrustZone技术、NEON、虚拟化和加密技术。无论是32位还是64位Cortex-A73都可以提供适应性最强的移动应用生态开发环境。Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接口和ARM的big.LITTLE系统一体化接口。


最高性能

Cortex-A73是专门为下一代智能手机而设计的高性能处理器。Cortex-A73采用了目前最先进的10nm技术制造,可以提供比Cortex-A72高出30%的持续处理能力。在最高运行频率2.8GHz下,该处理器达到处理性能峰值,受益于10nm工艺的优势,该处理器可以较为持续性的在接近最高频率下高效率运行,在当今的处理器当中这样的稳定性十分罕见。


针对移动设备的性能优化

Cortex-A73微处理器构架包含了一些有趣的性能优化,它支持最先进的算法,使用了64KB的指令缓存,并拥有高性能的指令预取。主要性能改进在数据储蓄系统方面,它采用先进的L1缓存和L2缓存,可以加快复杂运行环境中的运行速度。

以上针对移动设备的性能提升使Cortex-A73的工作频率相比Cortex-A72有了10%的提升。我们希望可以在手机设计上与厂商合作,以此可以使芯片在实际使用中相比此前的所有处理器拥有更高的工作频率,以此提升运行效率。此外,全新的Cortex-A73相比Cortex-A72在多任务处理和系统操作上通过NEON复杂数据处理还可以降低15%的内存使用。


电源效率优势

虽然性能有所提升,但Cortex-A73相比Cortex-A72的功率却并没有增加,反而有所降低。A73在多个方面都有所优化和提升,相比A72,其整数运算工作量的总功率降低了20%以上,浮点运算性能和存储性能更强。电源使用效率的提升可以带来更好的用户体验,更长的续航时间,并可以延长电池使用寿命。电源使用效率的提升,可以让SoC有更多的可调用空闲处理性能来提升系统和图形处理性能,以提供更高的性能、更优秀的视觉效果、更高的帧率和新功能。


芯片面积最小的ARM核心

10nm工艺除了带来了持续高频运行的稳定性外,还大幅降低了芯片的核心面积,这也是目前芯片面积最小的一颗ARM芯片。相比Cortex-A53芯片面积降低了70%,相比Cortex-A72芯片面积降低了40%,还将核心面积降低了25%。使用10nm和16nm工艺不仅可以使处理器性能得到长足的提升,还可以减少处理器核心的硅圆使用面积,在提高性能的同时降低SoC和设备的成本。


提升中端智能手机

随着我们的big.LITTLE技术的提升,ARM提供了很强大的可拓展性,我们的合作伙伴可以以此来针对性的优化他们的系统。这意味着厂商可以根据自己的偏好来设计SoC的调用情况,如只使用1或2个大核,或者是使用4个小核。SoC的二级缓存最高可以拓展到1MB,以支持高性能或负载较高的内核的运算需求。big.LITTLE技术目前已广泛用于移动处理器市场,如Cortex-A73与Cortex-A53搭配使用,组成比较典型的八核心高端处理器搭配。此外Cortex-A73还可以提升中端处理器的处理性能,如两核Cortex-A73搭配四核Cortex-A53的设计可以比八核Cortex-A53提升30%以上的多核性能,单核峰值性能更是Cortex-A53的两倍以上,可以极大的改善用户的使用体验。

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