ARM Cortex A7 procesor: specifikacije in pregledi

V tem gradivu bomo govorili o arhitekturi procesorja

Kratke informacije o ARM

Zgodovina podjetjaARM Začelo se je leta 1990, ko ga je ustanovil Robin Sachsby. Osnova za njegovo ustanovitev je bila nova mikroprocesorska arhitektura. Če je pred tem prevladujoč položaj na trgu CPA x86 ali CISC, potem se je po ustanovitvi te družbe pojavila vredna alternativa v obliki RISC. V prvem primeru je bila izvedba programske kode zmanjšana na štiri stopnje:

1. Pridobivanje strojnih navodil.

2. Izvedba pretvorbe mikrokoda.

3. Pridobivanje mikro navodil.

4. Postopno izvajanje mikro navodil po korakih.

O podjetjuGlavna ideja arhitekture RISC je, da se lahko obdelava programske kode zmanjša na dve stopnji:

1. Prejemanje RISC-navodila.

2. Predelava RISC-navodila.

DaV prvem in drugem primeru sta tako plusi kot pomembni pomanjkljivosti. x86 uspešno osvojil računalniški trg, in RISC (vključno z ARM Cortex A7, predstavljeno leta 2011) - trg mobilnih naprav.

Zgodovina videza arhitekture Cortex A7. Ključne značilnosti

Kot podlaga za "Cortex A7" je delovala "Cortex A8". Glavna ideja razvijalcev v tem primeru je bila povečati učinkovitost in znatno izboljšati energetsko učinkovitost procesorske rešitve. To se je nazadnje zgodilo inženirjem podjetjaARM. Druga pomembna značilnost v tem primeru je bila, da je bilo mogoče ustvariti procesor s tehnologijo velik.LITTLE. To pomeni, da bi polprevodniški čip lahko vključeval dva računalniška modula. Eden od njih je bil namenjen reševanju najpreprostejših problemov z minimalno porabo energije in praviloma v tej vlogi, so igrali jedrca "Cortex A7". Druga je bila zasnovana za vodenje najbolj zapletene programske opreme in je temeljila na računalniških blokih "Cortex A15" ali "Cortex A17". Uradno je bil predstavljen "Cortex A7", kot je bilo že omenjeno, leta 2011. No, prvi procesor ARM Cortex A7 lansko leto je videl svetlobo, torej leta 2012.

Proizvodna tehnologija

Na začetku so bili polprevodniški izdelki na osnovi A7 izdelani po tehnoloških standardih 65 nm. Zdaj je ta tehnologija brezupno zastarela. V prihodnosti sta bili sproščeni še dve generaciji procesorjev A7 pri 40 nm in 32 nm tolerančnih standardih. Vendar so že postali nepomembni. Novejši modeli CPU, ki temeljijo na arhitekturi, ki je že na stopnji 28 nm, in da jih je še vedno mogoče najti, ki so naprodaj. Ni pričakovati nadaljnjega prehoda na novejše tehnološke procese z novimi standardi dostopa in zastarelo arhitekturo. Čipi, ki temeljijo na A7 se zdaj zasedajo večino proračuna segmentu trga mobilnih naprav in se postopoma nadomešča pripomočke že na podlagi A53, ki je skoraj na istih energetskih parametrov ima višjo raven zmogljivosti.

Arhitektura jedra mikroprocesorja

1, 2, 4 ali 8 jeder so lahko del procesorja na osnovi ARM Cortex A7. Značilnostiprocesorji v zadnjem primeru kažejo, da čip sestavljajo v bistvu 2 gruča po 4 jedra vsakega. 2-3 leta so procesorji na ravni procesorjev temeljili na čipih z 1 ali 2 računskimi moduli. Povprečno raven so zasedli 4-jedrske rešitve. No, premium segment je bil za 8-core čipov. Vsako mikroprocesorsko jedro, ki temelji na tej arhitekturi, je vključevalo naslednje module:

• Bplavajoča točka s plavajočo vejico (FPU).

• Predpomnilnik 1. stopnje.

• Blokiraj NEON optimizirati delovanje procesorja.

• Računalniški modul ARMv7.

Obstajale so tudi naslednje skupne komponente za vsa jedra v procesorju:

• PredpomnilnikL2.

• Jedrska enota za upravljanjeCoreSight.

• Podatki o upravljanju vodila upravljalnika AMBA z bitno kapaciteto 128 bitov.

Možne frekvence

Največja frekvenca ure za določeno mikroprocesorsko arhitekturo se lahko spreminja od 600 MHz do 3 GHz. Prav tako je treba opozoriti, da se ta parameter, ki kaže največji učinek na zmogljivost računalniškega sistema, spreminja. Na frekvenco takoj vplivajo trije dejavniki:

• Raven zapletenosti problema je rešena.

• Stopnja optimizacije programske opreme za multithreading.

• Trenutna vrednost temperature polprevodniškega kristala.

Kot primer menimo, da je delovanje algoritma MT6582 čip, ki temelji na A7 in vključuje štiri računske enote, ki frekvenčne spremembe od 600 MHz do 1,3 GHz. V stanju pripravljenosti, da ima procesna enota je lahko le samo eno računsko enoto in deluje na najnižji možni frekvenci 600 MHz. Podobna situacija se bo zgodila, ko se bo začela preprosta aplikacija v mobilnem pripomočku. Toda, ko je seznam nalog, ki se pojavijo z viri igračo z optimizirana za večnitno, se bo samodejno vklopil v delo vseh 4 obdelavo koda enote pri frekvenci 1,3 GHz. Ker se CPU segreje, bodo vroča jedra znižala frekvenco ali celo izklopila. Po eni strani ta pristop zagotavlja energetsko učinkovitost in na drugi strani sprejemljivo raven števila čipov.

Predpomnilnik

V ARM Cortex A7 so na voljo le dve ravni predpomnilnika. Značilnostipolprevodniški kristal pa pokaže, da je prva raven nujno razdeljena na dve enaki polovici. Eden od njih morajo shraniti podatke, drugi pa navodila. Skupaj strVelikost predpomnilnik na 1. stopnji po specifikacijah je lahko enako 64 Kb. Posledično dobimo 32 KB za podatke in 32 KB za kodo.V tem primeru je raven predpomnilnika 2 odvisnaeiz določenega modela CPU. Najmanjša glasnost je lahko 0 MB (to je, odsotna) in največja - 4 MB.

Krmilnik operativnega pomnilnika. Njene značilnosti

Vgrajeni pomnilniški krmilnik je opremljen s katerimkoli procesorjem ARM Cortex A7. Značilnosti tehničnega načrta kažejo, da je usmerjeno v delo v povezavi s standardnim RAM-omLPDDR3. Priporočena delovna frekvenca v tem primeru je 1066 MHz ali 1333 MHz. Največja velikost RAM-a, ki jo lahko najdemo v praksi, za določen model čipa je 2 GB.

Integrirana grafika

Po pričakovanjih imajo te mikroprocesorske naprave integriran grafični podsistem. Podjetje proizvajalecARM priporoča uporabo zaščitene grafične kartice v kombinaciji s tem CPU Mali-400MP2. Toda njegova zmogljivost pogosto ni dovolj za odklepanje potenciala mikroprocesorske naprave. Zato razvijalci čipov uporabljajo bolj učinkovite adapterje v kombinaciji s tem čipom, na primer, Power VR6200.

Lastnosti programske opreme

Tri vrste operacijskih sistemov so usmerjene v procesorjeARM:

• Android od iskalnega velikana Google.

• iOS iz APPLE.

• Windows Mobile od Microsofta.

Vso ostalo sistemsko programsko opremo še ni prejela veliko distribucije. Največji delež na trgu za takšno programsko opremo, saj ni težko uganiti,Android. Ta sistem ima preprost in intuitiven vmesnik, naprave na vstopni ravni pa so zelo, zelo dostopne. Pred različico 4.4 je bila 32-bitna in z različico 5.0 je začel podpirati 64-bitno računalništvo. Ta operacijski sistem uspešno deluje na kateri koli družini procesorske arhitekture RISC, vključno z ARM Cortex A7. Inženirski meni je še ena pomembna lastnost te sistemske programske opreme. Z njeno pomočjo lahko znatno preoblikujete zmogljivosti operacijskega sistema. Dostop do tega menija je mogoče dobiti s kodo, ki je za vsak model CPU individualna.

Druga pomembna značilnost tega OS je samodejno namestitev vseh možnih posodobitev. Zato se na čipih družine ARM Cortex A7 lahko pojavijo tudi nove funkcije. Firmware lahko dodate. Drugi sistem je namenjen mobilnim pripomočkom podjetjaAPPLE. Takšne naprave v glavnem zasedajo premijski segment in imajo ustrezne hitrosti in stroške. Zadnji OS v osebi Windows Mobile dokler ni postala razširjena. Naprave, ki temeljijo na njej, obstajajo v kateremkoli segmentu mobilnih pripomočkov, vendar tu majhna količina uporabljene programske opreme v tem primeru odvrača od njegove distribucije.

Modeli procesorjev

Najbolj dostopni in najmanj produktivni v tem primeru so 1-core čipi. Najbolj razširjen med njimi je bil MT6571 iz družbe MediaTek. Na zgornjem koraku so dvojedrni CPU ARM Cortex A7 Dual Core. Kot primer lahko MT6572 prinesete iz istega proizvajalca. Še višjo raven zmogljivosti je zagotovil Quad Core ARM Cortex A7. Najbolj priljubljen čip iz te družine je MT6582, ki ga lahko najdete tudi v mobilnih pripomočkih na vstopni ravni. No, najvišjo raven zmogljivosti so zagotovili 8-core procesorji, katerim je pripadal MT6595.

Nadaljnje razvojne možnosti

Za zdaj se lahko srečate na policah mobilnih naprav, ki temeljijo na polprevodniški procesor na osnovi 4X ARM Cortex A7. To in MT6580, MT6582 in Snapdragon 200. Vsi ti čipi vključujejo 4 računalniške enote in imajo odlično raven energetske učinkovitosti. Tudi stroški v tem primeru so zelo, zelo skromni. Toda še vedno so najboljši časi te mikroprocesorske arhitekture že za sabo. Najvišja prodaja izdelkov, ki temeljijo na njej, je padla za obdobje 2013-2014, ko trg mobilnih pripomočkov praktično ni imel nobene druge možnosti. V tem primeru govorimo o proračunskih napravah z 1 ali 2 računalniškimi moduli in z vodilnimi pripomočki z 8-bitnim CPU-jem. Trenutno postopoma nadomešča trg "Cortex A53", ki je v bistvu modificirana 64-bitna različica A7. Hkrati so glavne prednosti svojega predhodnika ohranili v celoti in v celoti, in prihodnost je zagotovo za njim.

Mnenje strokovnjakov in uporabnikov. Resnične povratne informacije o čipih, ki temeljijo na tej arhitekturi. Prednosti in slabosti

Nedvomno je bil pomemben dogodek v svetu mobilnih naprav pojav arhitekture mikroprocesorskih naprav ARM Cortex A7. Najboljši dokaz za to je bil, da so naprave na njegovi podlagi že uspešno prodane več kot 5 let. Seveda zdaj zmogljivosti procesorja, ki temelji na A7, ni dovolj, tudi za probleme na srednji ravni, vendar je najbolj preprosta programska koda na takih žetonih še vedno uspešna do danes. Seznam takšne programske opreme vključuje predvajanje videoposnetkov, poslušanje avdio posnetkov, branje knjig, brskanje po spletu in celo najpreprostejše igrače v tem primeru se bodo začele brez težav. Na tem področju se osredotočimo na vodilne tematske portale, namenjene mobilnim pripomočkom in napravam kot vodilnim strokovnjakom tega načrta in navadnim uporabnikom. Ključna pomanjkljivost A7 je pomanjkanje podpore za 64-bitno računalništvo. No, glavne prednosti tega je mogoče pripisati popolni kombinaciji energetske učinkovitosti in učinkovitosti.

Rezultati

Nedvomno ARM Cortex A7 arhitekture - to je celotna doba v svetu mobilnih naprav. S prihodom mobilnih naprav so postali na voljo in precej produktivni. In to je dokaz tega, da je bilo uspešno prodano več kot 5 let. Ampak, če so v začetku pripomočki na svoji osnovi zasedli srednji in premijski segmenti trga, zdaj imajo le proračunski razred. Ta arhitektura je zastarela in postopoma postane stvar preteklosti.