Procesor ARM Cortex A7: specifikace a recenze

V tomto materiálu budeme hovořit o procesorové architektuře

Stručné informace o ARM

Historie firmyARM začal v roce 1990, kdy byl založen Robin Sachsby. Základem pro jeho vytvoření byla nová mikroprocesorová architektura. Pokud dříve bylo dominantní postavení na trhu CPA x86 nebo CISC, pak se po založení této společnosti objevila hodná alternativa v podobě RISC. V prvním případě byla realizace programového kódu zkrácena na 4 etapy:

1. Získání pokynů k strojům.

2. Provádění konverze mikrokódu.

3. Získání mikro pokynů.

4. Postupné zavádění mikro pokynů.

OHlavní myšlenka architektury RISC bylo, že zpracování kódu programu může být zkráceno na 2 fáze:

1. Příjem RISC-pokyny.

2. Zpracování RISC-pokyny.

Chcete-liJak v prvním, tak ve druhém případě existují oba plusy a významné nevýhody. x86 úspěšně vyhrál počítačový trh a RISC (včetně ARM Cortex A7, představený v roce 2011) - trh mobilních zařízení.

Historie vzhledu architektury Cortex A7. Klíčové vlastnosti

Jako základ pro "Cortex A7" se jednalo o "Cortex A8". Hlavní myšlenkou vývojářů v tomto případě bylo zvýšit výkon a výrazně zlepšit energetickou účinnost řešení procesoru. To se nakonec stalo inženýrům společnostiARM. Další důležitou vlastností v tomto případě bylo to, že bylo možné vytvořit procesor s technologií big.LITTLE. To znamená, že polovodičový čip by mohl obsahovat 2 výpočetní moduly. Jeden z nich byl zaměřen na řešení nejjednodušších problémů s minimální spotřebou energie a zpravidla v této roli hrály jádra "Cortex A7". Druhý byl navržen tak, aby spouštěl nejkomplexnější software a byl založen na výpočetních blocích "Cortex A15" nebo "Cortex A17". Oficiálně bylo v roce 2011 představeno "Cortex A7", jak bylo poznamenáno dříve. No, první procesor ARM Cortex A7 viděl světlo o rok později, tedy v roce 2012.

Výrobní technologie

Zpočátku byly polovodičové produkty na bázi A7 vyráběny podle technologických standardů 65 nm. Nyní je tato technologie beznadějně zastaralá. V budoucnu byly uvolněny další dvě generace procesorů A7 při tolerancích 40 nm a 32 nm. Ale už se stávají irelevantní. Nejnovější modely CPU založené na této architektuře jsou již vyráběny při 28 nm a jsou stále k dispozici v prodeji. Další přechod k novějším technologickým procesům s novými přístupovými standardy a zastaralou architekturou je nepravděpodobné. Čipy založené na A7 je nyní obsazený nejvíce rozpočtu segmentu trhu mobilních zařízení a postupně nahrazují pomůcky již na základě A53, což je téměř na stejných energetických parametrů má vyšší výkonnostní úroveň.

Architektura jádra mikroprocesoru

1, 2, 4 nebo 8 jader může být součástí procesoru založeného na architektuře ARM Cortex A7. Charakteristikyprocesory v posledně uvedeném případě ukazují, že čip sestává v podstatě z 2 seskupení po 4 jádrech. 2-3 roky, vstupní procesory byly založeny na čipu s 1 nebo 2 výpočetními moduly. Průměrná úroveň byla obsazena čtyřjádrovými řešeními. No, prémiový segment byl pro 8-jádrové čipy. Každé jádro mikroprocesoru založené na této architektuře zahrnovalo následující moduly:

• Bs plovoucí desetinnou čárkou (FPU).

• Cache úrovně 1.

• Blokovat NEON optimalizovat provoz CPU.

• Modul výpočetní techniky ARMv7.

K dispozici byly také následující společné komponenty pro všechna jádra procesoru:

• CacheL2.

• Řídicí jednotka jádraCoreSight.

• Řídicí data sběrnice AMBA s bitovou kapacitou 128 bitů.

Možné frekvence

Maximální frekvence hodin pro danou architekturu mikroprocesoru se může lišit od 600 MHz do 3 GHz. Je třeba také poznamenat, že tento parametr, který udává maximální dopad na výkon výpočetního systému, se mění. A frekvence je okamžitě ovlivněna třemi faktory:

• Úroveň složitosti řešeného problému.

• Stupeň optimalizace softwaru pro multithreading.

• Aktuální hodnota teploty polovodičového krystalu.

Jako příklad uvažujeme algoritmus ovládání MT6582 čip, který je založen na A7 a zahrnuje čtyři výpočetní jednotky, které změny frekvence od 600 MHz do 1,3 GHz. V klidovém stavu, to je základní jednotka může být pouze jediný výpočetní jednotka, a to působí na nejnižší možnou frekvenci 600 MHz. Podobná situace nastane, když se spustí jednoduchá aplikace na mobilním gadgetu. Ale když v seznamu úkolů se objeví využívat zdroje hračku s optimalizován pro multithreading, automaticky se obrátit na práci všech 4 na zpracování kódu jednotky na frekvenci 1,3 GHz. Jak se CPU zahřeje, žhavější jádra sníží frekvenci nebo dokonce vypnou. Na jedné straně tento přístup zajišťuje energetickou účinnost a na druhé straně přijatelnou úroveň rychlosti čipu.

Paměť vyrovnávací paměti

V ARM Cortex A7 jsou k dispozici pouze 2 úrovně vyrovnávací paměti. Charakteristikypolovodičový křišťál naznačuje, že první úroveň je nutně rozdělena na dvě stejné poloviny. Jeden z nich musí ukládat data a druhá - pokyny. Celkový počet pVelikost cache na 1. úrovni podle specifikací mohou být stejné 64 Kb. V důsledku toho získáme 32 KB pro data a 32 KB pro kód.Úroveň vyrovnávací paměti 2 v tomto případě bude závisetez určitého modelu CPU. Nejmenší objem může být 0 MB (tj. Chybí) a největší - 4 MB.

Řadič operační paměti. Jeho vlastnosti

Vestavěný řadič paměti je vybaven libovolným procesorem ARM Cortex A7. Charakteristiky technického plánu ukazují, že je orientován na práci ve spojení se standardní pamětí RAMLPDDR3. Doporučená frekvence provozní paměti je v tomto případě 1066 MHz nebo 1333 MHz. Maximální velikost paměti RAM, která lze v praxi najít, je pro daný model čipu 2 GB.

Integrovaná grafika

Jak je očekáváno, tato mikroprocesorová zařízení mají integrovaný grafický subsystém. Výrobce firmyARM doporučuje používat vlastní grafickou kartu v kombinaci s tímto CPU Mali-400MP2. Ale jeho výkon často není dost pro odblokování potenciálu mikroprocesorového zařízení. Proto vývojáři čipů používají v kombinaci s tímto čipem efektivnější adaptéry, Napájení VR6200.

Softwarové funkce

Tři druhy operačních systémů jsou zaměřeny na procesoryARM:

• Android od vyhledávače obra Google.

• iOS od APPLE.

• Windows Mobile od společnosti Microsoft.

Veškerý zbytek systémového softwaru dosud nebyl příliš distribuován. Největší podíl na trhu s takovým softwarem, protože není těžké odhadnout,Android. Tento systém má jednoduché a intuitivní rozhraní a vstupní zařízení jsou velmi, velmi cenově dostupné. Před verzí 4.4 včetně, to bylo 32-bit, a s 5.0 začal podporovat 64-bitové výpočty. Tento operační systém úspěšně funguje na libovolné rodině architektury CPU RISC, včetně ARM Cortex A7. Inženýrské menu je dalším důležitým rysem tohoto systémového softwaru. S jeho pomocí můžete významně překonfigurovat možnosti operačního systému. Přístup k této nabídce lze získat pomocí kódu, který je pro každý model CPU individuální.

Další důležitou vlastností tohoto operačního systému je instalace všech možných aktualizací automaticky. Na čipy řady ARM Cortex A7 se tak mohou objevit i nové funkce. Firmware může přidat. Druhý systém je zaměřen na mobilní gadgety společnostiAPPLE. Taková zařízení převážně zaujímají prémiový segment a mají odpovídající úrovně rychlosti a nákladů. Poslední operační systém v osobě Windows Mobile dokud se nerozšíří. Zařízení, která na něm vycházejí, existují v jakémkoli segmentu mobilních gadgetů, avšak v tomto případě má malé množství aplikovaného softwaru odrazující od jeho distribuce.

Modely procesorů

Nejlevnější a nejméně produktivní v tomto případě jsou 1-jádrové čipy. Mezi nejrozšířenější patří společnost MT6571 od společnosti MediaTek. Na výše uvedeném kroku jsou dvoujádrové CPU ARM Cortex A7 Dual Core. Jako příklad můžete přivést MT6572 od stejného výrobce. Dokonce vyšší úroveň výkonu poskytla Quad Core ARM Cortex A7. Nejoblíbenějším čipem z této rodiny je MT6582, který lze nyní nalézt i v mobilních gadgets vstupní úrovně. Nejvyšší úroveň výkonu poskytla 8-jádrová CPU, do které patřila MT6595.

Další perspektivy vývoje

Prozatím se můžete setkat na polích mobilních zařízení založených na polovodičovém procesoru založeném na 4X ARM Cortex A7. Toto a MT6580, MT6582 a Snapdragon 200. Všechny tyto čipy zahrnují 4 výpočetní jednotky a mají vynikající úroveň energetické účinnosti. Také náklady jsou v tomto případě velmi, velmi skromné. Nicméně nejlepší časy této mikroprocesorové architektury jsou již za sebou. Špičkový prodej produktů na jeho základě klesl na období 2013-2014, kdy trh s mobilními gadgety neměl prakticky žádnou alternativu. A v tomto případě mluvíme o rozpočtových zařízeních s 1 nebo 2 výpočetními moduly a vlajkovou lodí s 8-jádrovým procesorem. V současné době postupně nahrazuje trh "Cortex A53", který je v podstatě upravenou 64bitovou verzí A7. Zároveň byly hlavní výhody jeho předchůdce zcela a úplně zachovány a budoucnost je jistě za tím.

Stanovisko odborníků a uživatelů. Skutečná odezva na čipy založená na této architektuře. Silné a slabé stránky

Nepochybně významnou událostí pro svět mobilních zařízení byla vznik architektury mikroprocesorových zařízení ARM Cortex A7. Nejlepším důkazem toho bylo, že zařízení na své bázi již byly úspěšně prodané již více než 5 let. Samozřejmě, nyní kapacita CPU na základě A7 je již nestačí ani pro úkoly na střední úrovni, ale nejvíce jednoduchý kód na těchto čipech a úspěšně funguje dodnes. Seznam takového softwaru zahrnuje video, audio poslech, čtení knih, surfování na internetu, a dokonce i nejjednodušší hračky, v tomto případě spustit bez problémů. To je na tom a zaměřte se na přední tematické portály věnované mobilním gadgetům a zařízením jako vedoucí odborníci tohoto plánu a běžným uživatelům. Klíčovou nevýhodou A7 je nedostatek podpory 64bitových počítačů. Hlavní výhody této technologie lze přisoudit perfektní kombinaci energetické účinnosti a výkonu.

Výsledky

Nepochybně architektura ARM Cortex A7 - to je celá éra ve světě mobilních zařízení. Bylo s příchodem mobilních zařízení k dispozici a poměrně produktivní. A jedna skutečnost, že byla úspěšně prodaná již více než 5 let, je důkazem toho. Ale pokud na začátku gadgety na své základně obsadily střední a prémiové segmenty trhu, nyní mají jen rozpočet. Tato architektura je zastaralá a postupně se stává věcí minulosti.