Tatalakayin ng artikulong ito ang arkitektura ng processor ng ARM Cortex A7. Ang mga produktong semiconductor na nakabatay dito ay matatagpuan sa mga smartphone, router, tablet PC at iba pang mga mobile device, kung saan hanggang kamakailan ay humawak ito ng nangungunang posisyon sa segment ng merkado na ito. Ngayon ay unti-unti na itong pinapalitan ng mas bago at mas bagong mga solusyon sa processor.
Maikling impormasyon tungkol sa ARM
Ang kasaysayan ng ARM ay nagsimula noong 1990 nang ito ay itinatag ni Robin Saxby. Ang batayan para sa paglikha nito ay isang bagong arkitektura ng microprocessor. Kung bago iyon ang nangingibabaw na posisyon sa merkado ng CPU ay inookupahan ng x86 o CISC, pagkatapos pagkatapos ng pagbuo ng kumpanyang ito, isang karapat-dapat na alternatibo ang lumitaw sa anyo ng RISC. Sa unang kaso, ang execution ng program code ay binawasan sa 4 na yugto:
- Kumuha ng mga tagubilin sa makina.
- Nagsasagawa ng microcode conversion.
- Pagkuha ng mga microinstructions.
- Step-by-step na pagpapatupad ng mga microinstructions.
Ang pangunahing ideya ng arkitektura ng RISС ay ang pagproseso ng program code ay maaaring bawasan sa 2 yugto:
-
Kumuha ng mga tagubilin sa RISC.
- Pagproseso ng mga tagubilin sa RISC.
Parehong sa una at sa pangalawang kaso mayroong parehong mga plus at makabuluhang disbentaha. Matagumpay na nasakop ng x86 ang merkado ng computer, at ang RISC (kabilang ang ARM Cortex A7, na ipinakilala noong 2011) - ang merkado ng mobile device.
Ang kasaysayan ng paglitaw ng arkitektura ng Cortex A7. Mga Pangunahing Tampok
Cortex A8 ang nagsilbing batayan para sa Cortex A7. Ang pangunahing ideya ng mga developer sa kasong ito ay upang madagdagan ang pagganap at makabuluhang mapabuti ang kahusayan ng enerhiya ng solusyon ng processor. Ito ang nangyari sa huli sa mga inhinyero sa ARM. Ang isa pang mahalagang tampok sa kasong ito ay naging posible na lumikha ng isang CPU na may malaki. LITTLE na teknolohiya. Iyon ay, ang isang semiconductor crystal ay maaaring magsama ng 2 computing modules. Ang isa sa mga ito ay naglalayong lutasin ang pinakasimpleng mga gawain na may kaunting paggamit ng kuryente, at, bilang panuntunan, ang mga core ng Cortex A7 ay kumilos sa papel na ito. Ang pangalawa ay idinisenyo upang patakbuhin ang pinaka-kumplikadong software at batay sa Cortex A15 o Cortex A17 computing units. Opisyal, ipinakita ang "Cortex A7", tulad ng nabanggit kanina, noong 2011. Well, ang unang ARM Cortex A7 processor ay inilabas makalipas ang isang taon, iyon ay, noong 2012.
Teknolohiya sa produksyon
Sa unaAng mga produktong semiconductor batay sa A7 ay ginawa ayon sa mga teknolohikal na pamantayan ng 65 nm. Ngayon ang teknolohiyang ito ay walang pag-asa na luma na. Kasunod nito, dalawa pang henerasyon ng mga processor ng A7 ang pinakawalan ayon sa mga pamantayan ng tolerance na 40 nm at 32 nm. Ngunit ngayon sila ay naging irrelevant. Ang pinakabagong mga modelo ng CPU batay sa arkitektura na ito ay ginawa na ayon sa mga pamantayang 28 nm, at sila pa rin ang makikita sa pagbebenta. Ang isang karagdagang paglipat sa mas bagong teknolohikal na proseso na may mga bagong pamantayan sa pagpapaubaya at hindi napapanahong arkitektura ay halos hindi inaasahan. Sinasakop na ngayon ng mga chip na nakabatay sa A7 ang pinaka-badyet na segment ng merkado ng mobile device at unti-unti silang pinapalitan ng mga gadget na batay sa A53, na, na may halos parehong mga parameter ng kahusayan sa enerhiya, ay may mas mataas na antas ng pagganap.
Arkitektura ng microprocessor core
Ang 1, 2, 4 o 8 na mga core ay maaaring maging bahagi ng isang ARM Cortex A7 na nakabatay sa CPU. Ang mga katangian ng mga processor sa huling kaso ay nagpapahiwatig na ang chip ay binubuo ng mahalagang 2 kumpol ng 4 na mga core. Sa loob ng 2-3 taon, ang mga produktong entry-level na processor ay nakabatay sa mga chip na may 1 o 2 computing modules. Ang gitnang antas ay inookupahan ng 4-core na mga solusyon. Well, ang premium na segment ay nasa likod ng 8-core chips. Kasama sa bawat microprocessor core batay sa arkitektura na ito ang mga sumusunod na module:
- Floating Point Unit (FPU).
- Cash level 1.
- NEON block para sa pag-optimize ng CPU.
- ARMv7 compute module.
Nagkaroon din ng mga sumusunod na karaniwanmga bahagi para sa lahat ng mga core sa CPU:
- Cash L2.
- CoreSight core control unit.
-
AMBA data bus controller na may 128 bit na kapasidad.
Posibleng frequency
Ang maximum na dalas ng orasan para sa arkitektura ng microprocessor na ito ay maaaring mag-iba mula 600 MHz hanggang 3 GHz. Dapat ding tandaan na ang parameter na ito, na nagpapahiwatig ng pinakamataas na epekto sa pagganap ng sistema ng computing, ay nag-iiba. Bukod dito, ang dalas ay naiimpluwensyahan ng tatlong salik nang sabay-sabay:
- Ang antas ng pagiging kumplikado ng problemang nilulutas.
- Degree ng software optimization para sa multithreading.
- Kasalukuyang halaga ng semiconductor crystal temperature.
Bilang halimbawa, isaalang-alang ang algorithm ng MT6582 chip, na batay sa A7 at may kasamang 4 na computing unit, ang dalas nito ay nag-iiba mula 600 MHz hanggang 1.3 GHz. Sa idle mode, ang processor device na ito ay maaari lamang magkaroon ng isang kalkulasyon na unit, at ito ay gumagana sa pinakamababang posibleng frequency na 600 MHz. Ang isang katulad na sitwasyon ay magaganap kapag ang isang simpleng application ay inilunsad sa isang mobile gadget. Ngunit kapag lumitaw ang isang laruang masinsinang mapagkukunan na may pag-optimize para sa multithreading sa listahan ng mga gawain, ang lahat ng 4 na bloke ng pagpoproseso ng program code sa dalas ng 1.3 GHz ay awtomatikong magsisimulang gumana. Habang umiinit ang CPU, ibababa ng pinakamainit na core ang frequency value o kahit napatayin. Sa isang banda, ang diskarteng ito ay nagbibigay ng kahusayan sa enerhiya, at sa kabilang banda, isang katanggap-tanggap na antas ng pagganap ng chip.
Cache
2 antas ng cache lang ang ibinibigay sa ARM Cortex A7. Ang mga katangian ng semiconductor crystal, sa turn, ay nagpapahiwatig na ang unang antas ay kinakailangang nahahati sa 2 pantay na kalahati. Ang isa sa kanila ay dapat mag-imbak ng data, at ang iba pa - mga tagubilin. Ang kabuuang laki ng cache sa 1st level ayon sa mga pagtutukoy ay maaaring katumbas ng 64 KB. Bilang resulta, nakakakuha kami ng 32 KB para sa data at 32 KB para sa code. Ang 2nd level na cache sa kasong ito ay magdedepende sa partikular na modelo ng CPU. Ang pinakamaliit na volume nito ay maaaring katumbas ng 0 MB (iyon ay, wala), at ang pinakamalaking - 4 MB.
RAM controller. Mga Tampok
Ang Built-in na RAM controller ay kasama ng anumang ARM Cortex A7 processor. Ang mga katangian ng teknikal na plano ay nagpapahiwatig na ito ay nakatuon sa pagtatrabaho kasabay ng LPDDR3 RAM. Ang inirerekomendang operating frequency ng RAM sa kasong ito ay 1066 MHz o 1333 MHz. Ang maximum na laki ng RAM na makikita sa pagsasanay para sa modelong ito ng chip ay 2 GB.
Integrated Graphics
Gaya ng inaasahan, ang mga microprocessor device na ito ay may pinagsamang graphics subsystem. Inirerekomenda ng ARM ang paggamit ng sarili nitong Mali-400MP2 graphics card sa CPU na ito. Ngunit ang pagganap nito ay madalas na hindi sapat upang i-unlock ang potensyalaparatong microprocessor. Samakatuwid, ang mga taga-disenyo ng chip ay gumagamit ng mas mahusay na mga adaptor kasama ng chip na ito, halimbawa, Power VR6200.
Mga Tampok ng Software
Tatlong uri ng operating system ang nagta-target ng mga ARM processor:
- Android mula sa higanteng paghahanap sa Google.
- iOS ng APPLE.
- Windows Mobile ng Microsoft.
Lahat ng iba pang software ng system ay hindi pa nakakatanggap ng maraming pamamahagi. Ang pinakamalaking bahagi ng merkado ng naturang software, gaya ng maaari mong hulaan, ay inookupahan ng Android. Ang system na ito ay may simple at madaling gamitin na interface at ang mga entry-level na device batay dito ay napaka-abot-kayang. Hanggang sa bersyon 4.4 inclusive, ito ay 32-bit, at mula noong 5.0 nagsimula itong suportahan ang 64-bit na mga kalkulasyon. Matagumpay na tumatakbo ang OS na ito sa anumang pamilya ng mga RISC CPU, kabilang ang ARM Cortex A7. Ang engineering menu ay isa pang mahalagang tampok ng software ng system na ito. Sa tulong nito, maaari mong makabuluhang i-configure ang mga kakayahan ng OS. Maaaring makuha ang access sa menu na ito gamit ang isang code na indibidwal para sa bawat modelo ng CPU.
Ang isa pang mahalagang feature ng OS na ito ay ang awtomatikong pag-install ng lahat ng posibleng update. Samakatuwid, kahit na ang mga bagong tampok ay maaaring lumitaw sa mga chips ng pamilyang ARM Cortex A7. Maaaring idagdag sila ng firmware. Ang pangalawang sistema ay naglalayon sa mga mobile na gadget ng APPLE. Ang mga naturang device ay pangunahing sumasakop sa premium na segment at may kaukulang mga antas ng pagganap at gastos. Ang pinakabagong OS sa harap ng Windows Mobile ay hindi pa natatanggapmahusay na pamamahagi. May mga device na nakabatay dito sa anumang segment ng mga mobile gadget, ngunit ang maliit na halaga ng application software sa kasong ito ay humahadlang sa pamamahagi nito.
Mga modelo ng processor
Ang pinaka-abot-kayang at hindi gaanong produktibo sa kasong ito ay 1-core chips. Ang pinakalaganap sa kanila ay MT6571 mula sa MediaTek. Ang pinakamataas ay ang ARM Cortex A7 Dual Core na mga CPU. Ang isang halimbawa ay ang MT6572 mula sa parehong tagagawa. Ang isang mas mataas na antas ng pagganap ay ibinigay ng Quad Core ARM Cortex A7. Ang pinakasikat na chip mula sa pamilyang ito ay MT6582, na maaari na ngayong matagpuan sa entry-level na mga mobile gadget. Well, ang pinakamataas na antas ng performance ay ibinigay ng 8-core central processors, kung saan kabilang ang MT6595.
Mga karagdagang inaasahang pag-unlad
Sa ngayon ay makakahanap ka pa rin ng mga mobile device sa mga istante ng tindahan batay sa isang semiconductor processor device batay sa 4X ARM Cortex A7. Ito ang MT6580, MT6582 at Snapdragon 200. Ang lahat ng mga chip na ito ay may kasamang 4 na computing unit at may mahusay na antas ng kahusayan sa enerhiya. Gayundin, ang gastos sa kasong ito ay napaka, napakahinhin. Ngunit gayon pa man, ang pinakamagagandang oras ng arkitektura ng microprocessor na ito ay nasa likuran natin. Ang rurok ng mga benta ng mga produkto batay dito ay bumagsak noong 2013-2014, nang halos wala itong alternatibo sa merkado ng mobile gadget. Bukod dito, sa kasong ito, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga device na badyet na may 1 o 2computing modules, at may mga flagship gadget na may 8-core na CPU. Sa ngayon, unti-unti itong itinataboy sa merkado ng Cortex A53, na mahalagang binagong 64-bit na bersyon ng A7. Kasabay nito, napanatili niya ang mga pangunahing bentahe ng kanyang hinalinhan nang buo at ganap, at tiyak na kanya ang hinaharap.
Opinyon ng mga eksperto at user. Mga totoong review tungkol sa mga chips batay sa arkitektura na ito. Mga kalakasan at kahinaan
Tiyak, ang hitsura ng ARM Cortex A7 na arkitektura ng mga microprocessor device ay naging isang makabuluhang kaganapan para sa mundo ng mga mobile device. Ang pinakamagandang patunay nito ay ang mga device na nakabatay dito ay matagumpay na naibenta nang higit sa 5 taon. Siyempre, ngayon ang mga kakayahan ng CPU na nakabatay sa A7 ay hindi na sapat kahit na upang malutas ang mga gawain sa kalagitnaan ng antas, ngunit ang pinakasimpleng code ng programa sa naturang mga chip ay matagumpay pa ring gumagana. Kasama sa listahan ng naturang software ang pag-playback ng video, pakikinig sa mga audio recording, pagbabasa ng mga libro, pag-surf sa web, at kahit na ang pinakasimpleng mga laruan sa kasong ito ay magsisimula nang walang anumang problema. Ito ang pinagtutuunan ng mga nangungunang thematic portal na nakatuon sa mga mobile na gadget at device, parehong nangungunang mga eksperto sa ganitong uri at mga ordinaryong user. Ang pangunahing kawalan ng A7 ay ang kakulangan ng suporta para sa 64-bit computing. Well, kasama sa mga pangunahing bentahe nito ang perpektong kumbinasyon ng kahusayan sa enerhiya at performance.
Resulta
Tiyak, buo ang arkitektura ng ARM Cortex A7panahon sa mundo ng mga mobile device. Ito ay sa pagdating nito na ang mga mobile device ay naging abot-kaya at medyo produktibo. At ang katotohanan lamang na ito ay matagumpay na naibenta nang higit sa 5 taon ay isa pang kumpirmasyon nito. Ngunit kung noong una ay ang mga gadget na nakabatay dito ay sumasakop sa gitna at premium na mga segment ng merkado, ngayon ay natitira na lamang ang klase ng badyet. Luma na ang arkitektura na ito at unti-unting nawawala na.
