Denne artikel vil diskutere ARM Cortex A7-processorarkitekturen. Halvlederprodukter baseret på det kan findes i smartphones, routere, tablet-pc'er og andre mobile enheder, hvor det indtil for nylig havde en førende position i dette markedssegment. Nu bliver den gradvist erstattet af nyere og friskere processorløsninger.
Kort information om ARM
Historien om ARM begyndte i 1990, da den blev grundlagt af Robin Saxby. Grundlaget for dets oprettelse var en ny mikroprocessorarkitektur. Hvis før det var den dominerende stilling på CPU-markedet besat af x86 eller CISC, så efter dannelsen af dette firma dukkede et værdigt alternativ op i form af RISC. I det første tilfælde blev udførelsen af programkoden reduceret til 4 trin:
- Få maskininstruktioner.
- Udfører mikrokodekonvertering.
- Få mikroinstruktioner.
- Trin-for-trin udførelse af mikroinstruktioner.
Hovedidéen med RISС-arkitekturen var, at behandlingen af programkode kan reduceres til 2 trin:
- Få RISC-instruktioner.
- Behandler RISC-instruktioner.
Både i det første og det andet tilfælde er der både plusser og væsentlige ulemper. x86 erobrede computermarkedet med succes, og RISC (inklusive ARM Cortex A7, introduceret i 2011) - markedet for mobilenheder.
Historien om udseendet af Cortex A7-arkitekturen. Nøglefunktioner
Cortex A8 fungerede som grundlag for Cortex A7. Udviklernes hovedidé i dette tilfælde var at øge ydeevnen og væsentligt forbedre energieffektiviteten af processorløsningen. Dette er, hvad der i sidste ende skete med ingeniørerne hos ARM. En anden vigtig funktion i dette tilfælde var, at det blev muligt at skabe en CPU med big. LITTLE teknologi. Det vil sige, at en halvlederkrystal kunne omfatte 2 computermoduler. En af dem var rettet mod at løse de enkleste opgaver med minim alt strømforbrug, og som regel fungerede Cortex A7-kernerne i denne rolle. Den anden var designet til at køre den mest komplekse software og var baseret på Cortex A15 eller Cortex A17 computerenhederne. Officielt blev "Cortex A7" præsenteret, som tidligere nævnt, i 2011. Nå, den første ARM Cortex A7-processor blev frigivet et år senere, det vil sige i 2012.
Produktionsteknologi
OprindeligtHalvlederprodukter baseret på A7 blev produceret i henhold til de teknologiske standarder på 65 nm. Nu er denne teknologi håbløst forældet. Efterfølgende blev yderligere to generationer af A7-processorer frigivet i henhold til tolerancestandarder på 40 nm og 32 nm. Men nu er de blevet irrelevante. De nyeste CPU-modeller baseret på denne arkitektur er allerede fremstillet efter 28 nm-standarder, og det er dem, der stadig kan findes på udsalg. En yderligere overgang til nyere teknologiske processer med nye tolerancestandarder og forældet arkitektur er næppe at forvente. Chips baseret på A7 optager nu det mest budgettunge segment af mobilenhedsmarkedet, og de erstattes gradvist af gadgets baseret på A53, som med næsten de samme energieffektivitetsparametre har et højere ydeevne.
Arkitektur af mikroprocessorkernen
1, 2, 4 eller 8 kerner kan være en del af en ARM Cortex A7-baseret CPU. Processorernes egenskaber i sidstnævnte tilfælde indikerer, at chippen i det væsentlige består af 2 klynger med 4 kerner. I 2-3 år var entry-level processorprodukter baseret på chips med 1 eller 2 computermoduler. Mellemniveauet var optaget af 4-kerneløsninger. Nå, premium-segmentet stod bag 8-core chips. Hver mikroprocessorkerne baseret på denne arkitektur inkluderede følgende moduler:
- Floating Point Unit (FPU).
- Kontantniveau 1.
- NEON-blok til CPU-optimering.
- ARMv7 beregningsmodul.
Der var også følgende almindeligekomponenter til alle kerner i CPU'en:
- Kontanter L2.
- CoreSight kernekontrolenhed.
- AMBA databus controller med 128 bit kapacitet.
Mulige frekvenser
Den maksimale klokfrekvens for denne mikroprocessorarkitektur kan variere fra 600 MHz til 3 GHz. Det skal også bemærkes, at denne parameter, som angiver den maksimale indvirkning på computersystemets ydeevne, varierer. Desuden påvirkes frekvensen af tre faktorer på én gang:
- Kompleksitetsniveauet for det problem, der skal løses.
- Grad af softwareoptimering til multithreading.
- Aktuel værdi af halvlederkryst altemperatur.
Tag som et eksempel algoritmen for MT6582-chippen, som er baseret på A7 og inkluderer 4 computerenheder, hvis frekvens varierer fra 600 MHz til 1,3 GHz. I inaktiv tilstand kan denne processorenhed kun have én beregningsenhed, og den fungerer ved den lavest mulige frekvens på 600 MHz. En lignende situation vil opstå, når en simpel applikation lanceres på en mobil gadget. Men når et ressourcekrævende legetøj med optimering til multithreading dukker op på listen over opgaver, vil alle 4 blokke af programkodebehandling med en frekvens på 1,3 GHz automatisk begynde at fungere. Når CPU'en varmes op, vil de varmeste kerner sænke frekvensværdien eller enddasluk. På den ene side giver denne tilgang energieffektivitet, og på den anden side et acceptabelt niveau af chipydelse.
Cache
Kun 2 cache-niveauer findes i ARM Cortex A7. Halvlederkrystallens egenskaber indikerer til gengæld, at det første niveau nødvendigvis er opdelt i 2 lige store halvdele. En af dem skal gemme data, og den anden - instruktioner. Den samlede cachestørrelse på 1. niveau ifølge specifikationerne kan være lig med 64 KB. Som et resultat får vi 32 KB for data og 32 KB for kode. 2. niveaus cache i dette tilfælde vil afhænge af den specifikke CPU-model. Dens mindste volumen kan være lig med 0 MB (det vil sige fraværende), og den største - 4 MB.
RAM-controller. Funktioner
Indbygget RAM-controller leveres med enhver ARM Cortex A7-processor. Karakteristikaene for den tekniske plan indikerer, at den er fokuseret på at arbejde sammen med LPDDR3 RAM. De anbefalede driftsfrekvenser for RAM i dette tilfælde er 1066 MHz eller 1333 MHz. Den maksimale RAM-størrelse, der kan findes i praksis for denne chipmodel, er 2 GB.
Integrated Graphics
Som forventet har disse mikroprocessorenheder et integreret grafisk undersystem. ARM anbefaler brugen af sit eget Mali-400MP2 grafikkort med denne CPU. Men dens ydeevne er ofte ikke nok til at frigøre potentialetmikroprocessorenhed. Derfor bruger chipdesignere mere effektive adaptere i kombination med denne chip, for eksempel Power VR6200.
Softwarefunktioner
Tre slags operativsystemer er målrettet mod ARM-processorer:
- Android fra søgegiganten Google.
- iOS fra APPLE.
- Windows Mobile fra Microsoft.
Al anden systemsoftware har endnu ikke modtaget meget distribution. Den største markedsandel af sådan software, som du måske gætte, er optaget af Android. Dette system har en enkel og intuitiv grænseflade, og entry-level-enheder baseret på det er meget, meget overkommelige. Op til version 4.4 inklusive var den 32-bit, og siden 5.0 begyndte den at understøtte 64-bit beregninger. Dette operativsystem kører med succes på enhver familie af RISC CPU'er, inklusive ARM Cortex A7. Teknikmenuen er en anden vigtig funktion i denne systemsoftware. Med dens hjælp kan du væsentligt omkonfigurere operativsystemets muligheder. Adgang til denne menu kan opnås ved hjælp af en kode, der er individuel for hver CPU-model.
En anden vigtig funktion ved dette OS er installationen af alle mulige opdateringer automatisk. Derfor kan selv nye funktioner dukke op på chipsene i ARM Cortex A7-familien. Firmware kan tilføje dem. Det andet system er rettet mod APPLE mobile gadgets. Sådanne enheder optager hovedsageligt premiumsegmentet og har tilsvarende niveauer af ydeevne og omkostninger. Det seneste OS i lyset af Windows Mobile har endnu ikke modtagetstor fordeling. Der er enheder baseret på det i ethvert segment af mobile gadgets, men en lille mængde applikationssoftware i dette tilfælde er en afskrækkende virkning på distributionen.
Processormodeller
De mest overkommelige og mindst produktive i dette tilfælde er 1-core chips. Den mest udbredte blandt dem var MT6571 fra MediaTek. Op et hak er ARM Cortex A7 Dual Core CPU'er. Et eksempel er MT6572 fra samme producent. Et endnu højere niveau af ydeevne blev leveret af Quad Core ARM Cortex A7. Den mest populære chip fra denne familie er MT6582, som nu endda kan findes i entry-level mobile gadgets. Nå, det højeste niveau af ydeevne blev leveret af 8-core centrale processorer, som MT6595 tilhørte.
Forudsigter for yderligere udvikling
Hidtil kan du stadig finde mobile enheder på butikshylderne baseret på en halvlederprocessorenhed baseret på 4X ARM Cortex A7. Disse er MT6580, MT6582 og Snapdragon 200. Alle disse chips inkluderer 4 computerenheder og har et fremragende niveau af energieffektivitet. Også omkostningerne i dette tilfælde er meget, meget beskedne. Men stadig er de bedste tider med denne mikroprocessorarkitektur bag os. Toppen af salget af produkter baseret på det faldt i 2013-2014, hvor det praktisk t alt ikke havde noget alternativ på markedet for mobile gadgets. Desuden taler vi i dette tilfælde om budgetenheder med 1 eller 2computermoduler og med flagskibsgadgets med en 8-core CPU. I øjeblikket tvinges den gradvist ud af markedet af Cortex A53, som i det væsentlige er en modificeret 64-bit version af A7. Samtidig beholdt hun sin forgængers vigtigste fordele fuldstændigt og fuldstændigt, og fremtiden er bestemt hendes.
Udtalelse fra eksperter og brugere. Rigtige anmeldelser om chips baseret på denne arkitektur. Styrker og svagheder
Helt sikkert, udseendet af ARM Cortex A7-arkitekturen af mikroprocessorenheder er blevet en vigtig begivenhed for verden af mobile enheder. Det bedste bevis på dette er, at enheder baseret på det er blevet solgt med succes i mere end 5 år. Selvfølgelig er den A7-baserede CPU's egenskaber nu ikke længere nok til selv at løse opgaver på mellemniveau, men den enkleste programkode på sådanne chips fungerer stadig med succes. Listen over sådan software inkluderer videoafspilning, lytning til lydoptagelser, læse bøger, surfe på nettet, og selv det enkleste legetøj i dette tilfælde starter uden problemer. Dette er, hvad de førende tematiske portaler dedikeret til mobile gadgets og enheder fokuserer på, både førende eksperter af denne art og almindelige brugere. Den vigtigste ulempe ved A7 er manglen på understøttelse af 64-bit computere. Nå, dens vigtigste fordele omfatter den perfekte kombination af energieffektivitet og ydeevne.
Resultater
Bestemt, ARM Cortex A7-arkitekturen er en helhedæra i verden af mobile enheder. Det var med dens fremkomst, at mobile enheder blev overkommelige og ret produktive. Og blot det faktum, at det er blevet solgt med succes i mere end 5 år, er endnu en bekræftelse på dette. Men hvis først gadgets baseret på det optog mellem- og premiumsegmenterne på markedet, står de nu tilbage med kun budgetklassen. Denne arkitektur er forældet og er gradvist ved at blive fortid.
