ARM Cortex-A移动使用处理器产品简介

ARMCortex-A移动运用处理器产品线横跨了几代产品和三个首要产品类别。有些开发人员和SoC规划人员阅历了一款或多款新式ARM处理器的推出进程，他们知道该产品线怎么从单个高功用通用CPU规划演进成为三个不同产品线，别离面向高端、中端、入门级的移动设备SoC商场，这让他们收获颇丰。

　　Cortex-A8

　　ARM在2005年向商场推出Cortex-A8处理器，是第一款支撑armv7-a架构的处理器。ARMv7包括3个要害要素：NEON单指令多数据（SIMD）单元、ARMtrustZone安全扩展、以及thumb2指令集，经过16位和32位混合长度指令以减小代码长度。Cortex-A8是ARM完成的第一个根据新ISA的超标量处理器：它完成了彻底双发射流水线，这意味着cortex-a8可以一起发出在指令流中先后呈现的任何两个没有数据依靠的指令。可是，它不能乱序来发射或吊销指令-该功用在之后的规划中才被完成。

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　　当咱们推出Cortex-A8时，许多协作伙伴以为这款处理器放在移动电话上是大材小用，他们很自然地质疑道，“客户会在手机上阅读互联网？不太可能吧。”可是，咱们和业界一些首要思维首领协作，向客户将会需求的产品跨进，特别是因为当Cortex-A8在2008年投入批量生产时，高带宽无线连接（3G）现已面世，大屏幕也用于移动设备。立异的移动职业充分运用了该产品：Cortex-A8芯片的推出正好赶上了智能手机出货量陡增的大好时机。

　　Cortex-A9

　　推出Cortex-A8之后不久，ARM又推出了首款多核ARMv7CPU：cortex-a9。Cortex-A9运用硬件模块来办理CPU集群中一至四个中心之间的高速缓存一致性，加入了一个外部二级高速缓存。理论上，客户可以规划不包括二级缓存的小型版别Cortex-A9，这种规划答应除掉办理高速缓存一致性的逻辑模块，以完成尺度更小的单核规划。但实际上，大多数规划都选用双核个或更多中心并顺便二级高速缓存。此外，在2011年末和2012年头，当移动SoC规划人员可以选用多个中心之后，进步功用的打破点从进步单核功用搬运到进步核的数量。旗舰级高端移动CPU敏捷从开端的双核拓扑结构移至四核Cortex-A9。

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　　除了敞开了多核功用大门之外，与Cortex-A8比较，每个Cortex-A9处理器的单时钟周期指令吞吐量进步了大约25%。这个功用的提高是在坚持相似功耗和芯片面积的前提下，经过缩短流水线并乱序履行以及在流水线前期阶段集成neonSIMD和浮点功用而完成的。

　　Cortex-A15

　　跟着智能手机商场开端加快开展，ARM再次预见到了不断开展的移动体系对芯片功用提出的更高要求。为此ARM开发了一款功用上大幅提高的处理器，用以专门针对新的高端移动商场。在现已十分强壮的Cortex-A9的基础上，ARM凭仗cortex-a15又将功用进步了50%以上。此外，Cortex-A15引入了一系列架构扩展，然后完成了更大物理地址空间、硬件虚拟化支撑和扩展一致性。在32位体系中内存被划分为2GB设备内存和2GB一般内存，当设备的RAM超出2GB的时分，具有更大的物理地址空间就变得反常重要。ARM和其他协作伙伴也一直在探究虚拟化技能在商务移动体系和自带设备中的用户操作体系以及相似运用情形进行探究——扩展一致性在big.LITTLE处理器技能中被运用的酣畅淋漓，它供给了一种下降均匀功耗并在功耗受限的条件下优化到达最大功用的办法。

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　　Cortex-A15集群集成了监听操控单元（SCU）以完成硬件一致性，每个集群包括一至四个CPU中心，并集成二级高速缓存操控器——Cortex-A15之后的一切ARMCortex-A系列CPU都沿用了这种拓扑结构。

　　在移动设备中不断打破功用极限

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　　比较Cortex-A系列高端处理器的功用，可以看到自从Cortex-A81GH处理器在2008年上市以来，功用有了大幅提高。

　　一致性扩展机制，完成为AMBAACE，使下图所示的big.littleSoC成为可能。在big.LITTLE体系中，一般完成一个“大”CPU集群，并对其进行调理以满意高功用的要求，一起对“小”的CPU集群进行调理，满意对高能效。在典型作业负载中，LITTLE处理器可以处理绝大部分作业，而“big”CPU集群的激活时刻缺乏10%，在许多情况下还达不到总CPU运转时刻的1%。经过CoreLinkCCI-400高速缓存一致性互连组件，CPU集群可以监听其他集群的高速缓存，然后完成软件线程从一个集群到另一集群的快速搬运。

　　Cortex-A12

　　跟着智能手机商场的爆破式增加，SoC供货商和OEM将该商场划分为旗舰高端等级、中端等级、低成本入门等级。跟着这些细分商场的呈现，ARM一直在界说专门针对上述三个等级商场的不同处理器。cortex-a12是选用全新微架构的一个全新处理器，专门面向快速开展的中端移动商场。下图显现了这些细分商场的规划，以及面向这些细分商场的ARMCortex-A产品：

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　　Cortex-A12的规划面向中端移动SoC，以满意这一细分商场关于芯片面积和功耗的要求。它运用无序双履行流水线，其功用比当时在许多中端移动SoC中运用的Cortex-A9高出40%。Cortex-A12在2013年中推向商场，有望在2014投入量产。它是一款32位处理器，具有与Cortex-A15相同的物理地址扩展和相关的架构特性。

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　　Cortex-A12可以在许多（但并非悉数）用例中供给挨近Cortex-A15的功用。Cortex-A12还针对中端移动规划进行了优化，取消了一些企业功用，运用稍微简略的流水线，因此在横跨多个商场的高端设备上都可以找到Cortex-A15的身影，而Cortex-A12则专门面向中端移动规划。