机情观察室:ARM Cortex-A73架构解析

2016-10-13 13:31:44     作者:石雨      来源:it168

标签: ARM A73架构

对于如今的智能手机来说,处理器就像大脑一样重要。而对于处理器来说,架构就像大脑中的神经回路,成为处理器性能优秀与否的基础。近几年,伴随着AR、VR等技术的发展,对手机处理器提出了更高的要求,可以看到,处理器的进步在当前的环境下对于手机则起到了几乎决定性的作用。因此,本期机情观察室,我们就来简单介绍一下ARM公司在年中发布的全新处理器架构:Cortex-A73。

  【IT168 评测】对于如今的智能手机来说,处理器就像大脑一样重要,它指挥着手机能准确的运行各种各样的指令,并且随着处理器算法的进步,这颗“大脑”能够给手机带来更多的更复杂的功能。而对于处理器来说,架构就像大脑中的神经回路,成为处理器性能优秀与否的基础。而在近几年,伴随着AR、VR等技术的发展,手机也逐渐由之前的移动终端向遥控器一样的载体发生变化,这也对手机处理器提出了更高的要求,可以看到,处理器的进步在当前的环境下对于手机则起到了几乎决定性的作用。因此,本期的机情观察室,我们就来简单介绍一下ARM公司在年中发布的全新处理器架构:Cortex-A73。

  如果对于手机处理器有所了解,相信对ARM公司的Cortex-A系列绝不会陌生,Cortex-A架构有着众多成员。目前在市场上,大部分的处理器主要采用A53、A57、A72这三种架构,其中A53主打能耗比,多用在千元机的处理器上,如联发科X10,或者用来与主打性能的大核进行搭配,如骁龙652。而A53、A72则是偏重高性能,承担着高端处理器上应付复杂数据的处理。仅从命名上来看,A53/57/72基本上可以看成是按数字大小性能依次提高。这样排列,最新推出的A73则应该是目前ARM公版中性能最强的架构。


▲A73架构图

  有意思的是,从产品线来看,Cortex-A57、A72架构出自于ARM在美国德州的奥斯汀团队,而A53、A73则是ARM在欧洲的团队所设计,因此其实A73与A72虽然仅仅一个数字之差,但却是两个团队的产品。又或是德州人天性粗犷的性格与欧洲更加文艺气息之间的不同,使得其开发的处理器也有着明显的差异。我们都知道,如今智能手机处理器性能发展速度之快,随之带来的散热、功耗等问题并没有得到很好的解决。之前骁龙810的失败证明单纯追求性能并不能提高人们的使用体验,因此ARM也意识到对于手机处理器,平衡性能与功耗才能获得更好的实际效果。

  从ARM官方对A73架构的介绍:Cortex-A73仍然采用全尺寸ARMv8-A架构,最高可以达到2.8GHz主频,可以使用10nm、14/16nm工艺,而根据ARM官方介绍,当A73使用10nm工艺时,对比上代16nm工艺的A72,性能有30%的提升,并且对AR/VR都有更好的优化。A73是采用ARMv8-A架构中核心最小的处理器,每核心面积在0.65mm,并且继续支持big.LITTLE架构。从官方的描述中,我们可以提取到A73的以下几个特点:

  1、A73的最高可支持2.8GHz主频,性能相比于A72可以提升30%;


▲A73采用双发射L/S

  每一代处理器的提升都是以性能为目的,当然A73也不例外。此次A73主频最高可以支持高达的2.8GHz,在10nm工艺下与16nm的A72相比,性能提升了30%。在内存方面,A73采用双发射L/S单元,在发射宽度上小于A72的三发射,但由于A73整个处理器的11级核心流水线深度比A72的15级核心流水线深度更精简,因此发射宽度并没有决定性的影响到A73的性能。但由于A73的一级缓存由48kB提升至64kB,二级缓存由A72的最大2MB提升至8MB,并且为一级缓存和二级缓存都配备了独立的预读器,使得A73可以获得接近理论的最大带宽值。得益于各种优化,使得A73在极限性能上相比较A72有所提高。

  2、A73使用10nm工艺;功耗最多可降低30%;


▲A73采用10nm架构,可提升25%的性能

  一般来说,更先进的工艺则可以使处理器的性能有所提升。对于当前的处理器,过高的极限性能不仅使得手机续航受到一定的限制,关键还在于对于本身处理器的散热(稳定极限输出)也有着很大的影响。而A73采用10nm工艺则带来更加稳定的极限性能。A73在最高性能下可以较长时间内稳定运行,而不像之前A57那样只能做“5秒真男人”。这对于智能手机在实际使用中,尤其是对于大型游戏的体验有着巨大的影响。

  3、采用ARMv8-A内核,每核心面积在0.65mm之下:


▲A73的核心面积大幅减少

  目前智能手机的高度集成化,内部空间几乎是寸土寸金,尤其是对于主板部分,极其复杂的电气结构使得对手机处理器的选择心有余而力不足。A73号称目前处理器中面积最小的高端核心,每颗核心的面积在0.65mm之下,相比于A72上1.15mm2的面积整整小了43%,而根据ARM的数据:A73在采用10nm FinFET工艺,配备2.8GHz四核心的情况下,核心面积只有5mm2。一般来说,手机处理器的制造成本与面积大小成正比,面积越大成本越高,而更小的处理器面积带来更小的成本,或许会对今后中低端手机处理器的格局有着促进的作用。

  总结:A73已经发布有一段时间,随着海思麒麟960、联发科X30等可能采用A73架构的处理器曝光,使得大家逐渐对A73开始又有所讨论。毫无疑问,ARM早已经不再一味地追求处理器的高性能,而是优先考虑功耗比等更加实际的其它方面,再针对实际使用的特性来对架构进行二次优化。尽管目前我们还尚未拿到采用A73架构的处理器真机来进行测试,但从ARM官方的介绍来看,A73这个架构或许会在明年的诸多旗舰机甚至中端机处理器中看到。实际性能究竟如何,我们拭目以待。

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