Denne artikkelen vil diskutere ARM Cortex A7-prosessorarkitekturen. Halvlederprodukter basert på det kan finnes i smarttelefoner, rutere, nettbrett og andre mobile enheter, hvor det inntil nylig hadde en ledende posisjon i dette markedssegmentet. Nå erstattes den gradvis av nyere og ferskere prosessorløsninger.
Kort informasjon om ARM
Historien til ARM begynte i 1990 da den ble grunnlagt av Robin Saxby. Grunnlaget for opprettelsen var en ny mikroprosessorarkitektur. Hvis før det var den dominerende posisjonen i CPU-markedet okkupert av x86 eller CISC, så etter dannelsen av dette selskapet dukket det opp et verdig alternativ i form av RISC. I det første tilfellet ble kjøringen av programkoden redusert til 4 trinn:
- Få maskininstruksjoner.
- Utfører mikrokodekonvertering.
- Få mikroinstruksjoner.
- Trinn-for-steg utførelse av mikroinstruksjoner.
Hovedideen med RISС-arkitekturen var at behandlingen av programkode kan reduseres til 2 trinn:
- Få RISC-instruksjoner.
- Behandler RISC-instruksjoner.
Både i det første og det andre tilfellet er det både plusser og betydelige ulemper. x86 erobret datamaskinmarkedet, og RISC (inkludert ARM Cortex A7, introdusert i 2011) - markedet for mobilenheter.
Historien om utseendet til Cortex A7-arkitekturen. Nøkkelfunksjoner
Cortex A8 fungerte som grunnlaget for Cortex A7. Hovedideen til utviklerne i dette tilfellet var å øke ytelsen og forbedre energieffektiviteten til prosessorløsningen betydelig. Dette er hva som til slutt skjedde med ingeniørene ved ARM. En annen viktig funksjon i dette tilfellet var at det ble mulig å lage en CPU med big. LITTLE-teknologi. Det vil si at en halvlederkrystall kan inneholde 2 datamoduler. En av dem var rettet mot å løse de enkleste oppgavene med minim alt strømforbruk, og som regel fungerte Cortex A7-kjernene i denne rollen. Den andre ble designet for å kjøre den mest komplekse programvaren og var basert på Cortex A15 eller Cortex A17 dataenheter. Offisielt ble "Cortex A7" presentert, som nevnt tidligere, i 2011. Vel, den første ARM Cortex A7-prosessoren ble utgitt et år senere, det vil si i 2012.
Produksjonsteknologi
InnledningsvisHalvlederprodukter basert på A7 ble produsert i henhold til de teknologiske standardene på 65 nm. Nå er denne teknologien håpløst utdatert. Deretter ble ytterligere to generasjoner A7-prosessorer utgitt i henhold til toleransestandarder på 40 nm og 32 nm. Men nå er de blitt irrelevante. De nyeste CPU-modellene basert på denne arkitekturen er allerede produsert i henhold til 28 nm-standarder, og det er de som fortsatt er å finne på salg. En videre overgang til nyere teknologiske prosesser med nye toleransestandarder og utdatert arkitektur er neppe å forvente. Brikker basert på A7 okkuperer nå det mest budsjettmessige segmentet av mobilenhetsmarkedet, og de erstattes gradvis av dingser basert på A53, som, med nesten samme energieffektivitetsparametere, har et høyere ytelsesnivå.
Arkitektur av mikroprosessorkjernen
1, 2, 4 eller 8 kjerner kan være en del av en ARM Cortex A7-basert CPU. Egenskapene til prosessorene i sistnevnte tilfelle indikerer at brikken består av hovedsakelig 2 klynger med 4 kjerner. I 2-3 år var prosessorprodukter på inngangsnivå basert på brikker med 1 eller 2 datamoduler. Mellomnivået var okkupert av 4-kjerneløsninger. Vel, premiumsegmentet sto bak 8-kjernebrikker. Hver mikroprosessorkjerne basert på denne arkitekturen inkluderte følgende moduler:
- Floating Point Unit (FPU).
- Kontantnivå 1.
- NEON-blokk for CPU-optimalisering.
- ARMv7 beregningsmodul.
Det var også følgende vanligekomponenter for alle kjerner i CPU:
- Cash L2.
- CoreSight kjernekontrollenhet.
- AMBA databusskontroller med 128 bit kapasitet.
Mulige frekvenser
Maksimal klokkefrekvens for denne mikroprosessorarkitekturen kan variere fra 600 MHz til 3 GHz. Det bør også bemerkes at denne parameteren, som indikerer maksimal innvirkning på ytelsen til datasystemet, varierer. Dessuten påvirkes frekvensen av tre faktorer samtidig:
- Kompleksitetsnivået til problemet som skal løses.
- Grad av programvareoptimalisering for multithreading.
- Gjeldende verdi for halvlederkrystalltemperatur.
Vurder som et eksempel algoritmen til MT6582-brikken, som er basert på A7 og inkluderer 4 dataenheter, hvis frekvens varierer fra 600 MHz til 1,3 GHz. I hvilemodus kan denne prosessorenheten bare ha én beregningsenhet, og den opererer på lavest mulig frekvens på 600 MHz. En lignende situasjon vil oppstå når en enkel applikasjon startes på en mobil dings. Men når et ressurskrevende leketøy med optimalisering for multithreading vises i oppgavelisten, vil alle 4 blokkene med programkodebehandling med en frekvens på 1,3 GHz automatisk begynne å fungere. Når CPU-en varmes opp, vil de varmeste kjernene senke frekvensverdien eller til og medskru av. På den ene siden gir denne tilnærmingen energieffektivitet, og på den andre siden et akseptabelt nivå av chipytelse.
Cache
Bare 2 hurtigbuffernivåer er gitt i ARM Cortex A7. Egenskapene til halvlederkrystallen indikerer på sin side at det første nivået nødvendigvis er delt inn i 2 like halvdeler. En av dem skal lagre data, og den andre - instruksjoner. Den totale cachestørrelsen på 1. nivå i henhold til spesifikasjonene kan være lik 64 KB. Som et resultat får vi 32 KB for data og 32 KB for kode. Cachen på 2. nivå i dette tilfellet vil avhenge av den spesifikke CPU-modellen. Det minste volumet kan være lik 0 MB (det vil si fraværende), og det største - 4 MB.
RAM-kontroller. Funksjoner
Innebygd RAM-kontroller leveres med en hvilken som helst ARM Cortex A7-prosessor. Egenskapene til den tekniske planen indikerer at den er fokusert på å arbeide sammen med LPDDR3 RAM. De anbef alte driftsfrekvensene til RAM i dette tilfellet er 1066 MHz eller 1333 MHz. Maksimal RAM-størrelse som kan finnes i praksis for denne brikkemodellen er 2 GB.
Integrated Graphics
Som forventet har disse mikroprosessorenhetene et integrert grafikkundersystem. ARM anbefaler bruk av sitt eget Mali-400MP2 grafikkort med denne CPU. Men ytelsen er ofte ikke nok til å frigjøre potensialetmikroprosessorenhet. Derfor bruker brikkedesignere mer effektive adaptere i kombinasjon med denne brikken, for eksempel Power VR6200.
Programvarefunksjoner
Tre typer operativsystemer retter seg mot ARM-prosessorer:
- Android fra søkegiganten Google.
- iOS fra APPLE.
- Windows Mobile fra Microsoft.
All annen systemprogramvare har ennå ikke fått mye distribusjon. Den største markedsandelen av slik programvare, som du kanskje gjetter, er okkupert av Android. Dette systemet har et enkelt og intuitivt grensesnitt og entry-level-enheter basert på det er veldig, veldig rimelige. Frem til versjon 4.4 inklusive var den 32-bit, og siden 5.0 begynte den å støtte 64-bits beregninger. Dette operativsystemet kjører med suksess på en hvilken som helst familie av RISC CPUer, inkludert ARM Cortex A7. Ingeniørmenyen er en annen viktig funksjon i denne systemprogramvaren. Med dens hjelp kan du rekonfigurere funksjonene til operativsystemet betydelig. Tilgang til denne menyen kan fås ved å bruke en kode som er individuell for hver CPU-modell.
En annen viktig funksjon i dette operativsystemet er installasjonen av alle mulige oppdateringer automatisk. Derfor kan til og med nye funksjoner vises på brikkene til ARM Cortex A7-familien. Firmware kan legge dem til. Det andre systemet er rettet mot APPLE mobile gadgets. Slike enheter okkuperer hovedsakelig premiumsegmentet og har tilsvarende ytelses- og kostnadsnivåer. Det siste operativsystemet i møte med Windows Mobile har ennå ikke mottattstor distribusjon. Det finnes enheter basert på det i alle segmenter av mobile gadgets, men en liten mengde applikasjonsprogramvare i dette tilfellet avskrekkende distribusjonen.
Prosessormodeller
De rimeligste og minst produktive i dette tilfellet er 1-kjernebrikker. Den mest utbredte blant dem var MT6571 fra MediaTek. Opp et hakk er ARM Cortex A7 Dual Core CPUer. Et eksempel er MT6572 fra samme produsent. Et enda høyere ytelsesnivå ble levert av Quad Core ARM Cortex A7. Den mest populære brikken fra denne familien er MT6582, som nå til og med kan finnes i mobile gadgets på startnivå. Vel, det høyeste ytelsesnivået ble levert av 8-kjerners sentrale prosessorer, som MT6595 tilhørte.
Ytterligere utviklingsutsikter
Så langt kan du fortsatt finne mobile enheter i butikkhyllene basert på en halvlederprosessorenhet basert på 4X ARM Cortex A7. Disse er MT6580, MT6582 og Snapdragon 200. Alle disse brikkene inkluderer 4 dataenheter og har et utmerket nivå av energieffektivitet. Dessuten er kostnaden i dette tilfellet veldig, veldig beskjeden. Men likevel er de beste tidene med denne mikroprosessorarkitekturen bak oss. Toppen av salget av produkter basert på det f alt i 2013-2014, da det praktisk t alt ikke hadde noe alternativ på markedet for mobile gadgets. Dessuten snakker vi i dette tilfellet om budsjettenheter med 1 eller 2datamoduler, og med flaggskipsdingser med en 8-kjerners CPU. For øyeblikket tvinges den gradvis ut av markedet av Cortex A53, som egentlig er en modifisert 64-bits versjon av A7. Samtidig beholdt hun hovedfordelene til forgjengeren fullstendig og fullstendig, og fremtiden er definitivt hennes.
Opinion fra eksperter og brukere. Ekte anmeldelser om sjetonger basert på denne arkitekturen. Styrker og svakheter
Helt klart, utseendet til ARM Cortex A7-arkitekturen til mikroprosessorenheter har blitt en viktig begivenhet for verden av mobile enheter. Det beste beviset på dette er at enheter basert på det har blitt solgt med suksess i mer enn 5 år. Selvfølgelig, nå er ikke egenskapene til den A7-baserte CPU-en lenger nok til å løse oppgaver på mellomnivå, men den enkleste programkoden på slike brikker fungerer fortsatt vellykket. Listen over slik programvare inkluderer videoavspilling, lytting til lydopptak, lesing av bøker, surfing på nettet, og selv de enkleste lekene i dette tilfellet vil starte uten problemer. Dette er hva de ledende tematiske portalene dedikert til mobile gadgets og enheter fokuserer på, både ledende eksperter av denne typen og vanlige brukere. Den viktigste ulempen med A7 er mangelen på støtte for 64-bits databehandling. Vel, hovedfordelene inkluderer den perfekte kombinasjonen av energieffektivitet og ytelse.
Resultater
Visst, ARM Cortex A7-arkitekturen er en helhetæra i verden av mobile enheter. Det var med dens bruk at mobile enheter ble rimelige og ganske produktive. Og bare det faktum at den har vært vellykket solgt i mer enn 5 år er nok en bekreftelse på dette. Men hvis til å begynne med gadgets basert på det okkuperte mellom- og premiumsegmentene av markedet, sitter de nå igjen med bare budsjettklassen. Denne arkitekturen er utdatert og er gradvis i ferd med å bli en saga blott.
