机情观察室：ARM Cortex-A73架构解析
【IT168 评测】对于如今的智能手机来说，处理器就像大脑一样重要，它指挥着手机能准确的运行各种各样的指令，并且随着处理器算法的进步，这颗“大脑”能够给手机带来更多的更复杂的功能。而对于处理器来说，架构就像大脑中的神经回路，成为处理器性能优秀与否的基础。而在近几年，伴随着AR、VR等技术的发展，手机也逐渐由之前的移动终端向遥控器一样的载体发生变化，这也对手机处理器提出了更高的要求，可以看到，处理器的进步在当前的环境下对于手机则起到了几乎决定性的作用。因此，本期的机情观察室，我们就来简单介绍一下ARM公司在年中发布的全新处理器架构：Cortex-A73。
如果对于手机处理器有所了解，相信对ARM公司的Cortex-A系列绝不会陌生，Cortex-A架构有着众多成员。目前在市场上，大部分的处理器主要采用A53、A57、A72这三种架构，其中A53主打能耗比，多用在千元机的处理器上，如联发科X10，或者用来与主打性能的大核进行搭配，如骁龙652。而A53、A72则是偏重高性能，承担着高端处理器上应付复杂数据的处理。仅从命名上来看，A53/57/72基本上可以看成是按数字大小性能依次提高。这样排列，最新推出的A73则应该是目前ARM公版中性能最强的架构。
▲A73架构图
有意思的是，从产品线来看，Cortex-A57、A72架构出自于ARM在美国德州的奥斯汀团队，而A53、A73则是ARM在欧洲的团队所设计，因此其实A73与A72虽然仅仅一个数字之差，但却是两个团队的产品。又或是德州人天性粗犷的性格与欧洲更加文艺气息之间的不同，使得其开发的处理器也有着明显的差异。我们都知道，如今智能手机处理器性能发展速度之快，随之带来的散热、功耗等问题并没有得到很好的解决。之前骁龙810的失败证明单纯追求性能并不能提高人们的使用体验，因此ARM也意识到对于手机处理器，平衡性能与功耗才能获得更好的实际效果。
从ARM官方对A73架构的介绍：Cortex-A73仍然采用全尺寸ARMv8-A架构，最高可以达到2.8GHz主频，可以使用10nm、14/16nm工艺，而根据ARM官方介绍，当A73使用10nm工艺时，对比上代16nm工艺的A72，性能有30%的提升，并且对AR/VR都有更好的优化。A73是采用ARMv8-A架构中核心最小的处理器，每核心面积在0.65mm，并且继续支持big.LITTLE架构。从官方的描述中，我们可以提取到A73的以下几个特点：
1、A73的最高可支持2.8GHz主频，性能相比于A72可以提升30%;
▲A73采用双发射L/S
每一代处理器的提升都是以性能为目的，当然A73也不例外。此次A73主频最高可以支持高达的2.8GHz，在10nm工艺下与16nm的A72相比，性能提升了30%。在内存方面，A73采用双发射L/S单元，在发射宽度上小于A72的三发射，但由于A73整个处理器的11级核心流水线深度比A72的15级核心流水线深度更精简，因此发射宽度并没有决定性的影响到A73的性能。但由于A73的一级缓存由48kB提升至64kB，二级缓存由A72的最大2MB提升至8MB，并且为一级缓存和二级缓存都配备了独立的预读器，使得A73可以获得接近理论的最大带宽值。得益于各种优化，使得A73在极限性能上相比较A72有所提高。
2、A73使用10nm工艺;功耗最多可降低30%;
▲A73采用10nm架构，可提升25％的性能
一般来说，更先进的工艺则可以使处理器的性能有所提升。对于当前的处理器，过高的极限性能不仅使得手机续航受到一定的限制，关键还在于对于本身处理器的散热(稳定极限输出)也有着很大的影响。而A73采用10nm工艺则带来更加稳定的极限性能。A73在最高性能下可以较长时间内稳定运行，而不像之前A57那样只能做“5秒真男人”。这对于智能手机在实际使用中，尤其是对于大型游戏的体验有着巨大的影响。
3、采用ARMv8-A内核，每核心面积在0.65mm之下：
▲A73的核心面积大幅减少
目前智能手机的高度集成化，内部空间几乎是寸土寸金，尤其是对于主板部分，极其复杂的电气结构使得对手机处理器的选择心有余而力不足。A73号称目前处理器中面积最小的高端核心，每颗核心的面积在0.65mm之下，相比于A72上1.15mm2的面积整整小了43%，而根据ARM的数据：A73在采用10nm FinFET工艺，配备2.8GHz四核心的情况下，核心面积只有5mm2。一般来说，手机处理器的制造成本与面积大小成正比，面积越大成本越高，而更小的处理器面积带来更小的成本，或许会对今后中低端手机处理器的格局有着促进的作用。
总结：A73已经发布有一段时间，随着海思麒麟960、联发科X30等可能采用A73架构的处理器曝光，使得大家逐渐对A73开始又有所讨论。毫无疑问，ARM早已经不再一味地追求处理器的高性能，而是优先考虑功耗比等更加实际的其它方面，再针对实际使用的特性来对架构进行二次优化。尽管目前我们还尚未拿到采用A73架构的处理器真机来进行测试，但从ARM官方的介绍来看，A73这个架构或许会在明年的诸多旗舰机甚至中端机处理器中看到。实际性能究竟如何，我们拭目以待。
羊振盐酸： 这里主要指的是CPU内核的Rn寄存器组的位宽.如果一个CPU的通用寄存器组(Rn)的位宽是32bit,则相应的内核的加法器、比较器、移位寄存器,甚至是乘法器和通讯总线(Rn与ALU的通讯、内核与外围设备的通讯)等,这些都是32bit宽度的.有的厂家的8bit的CUP,其内部的ALU是16bit宽,但是Rn却是8bit宽.如,富士通的8位单片机.
信阳市18767295315： arm cortex a53怎么样 - ？
羊振盐酸： Cortex-A57、A53处理器 Cortex-A53、Cortex-A57两款处理器属于Cortex-A50系列,首次采用64位ARMv8架构,意义重大,这也是ARM最近刚刚发布的两款产品. Cortex-A57是ARM最先进、性能最高的应用处理器,号称可在同样的功耗水平下达到当今顶级智能手机性能的三倍;而Cortex-A53是世界上能效最高、面积最小的64位处理器,同等性能下能效是当今高端智能手机的三倍.这两款处理器还可整合为ARM big.LITTLE(大小核心伴侣)处理器架构,根据运算需求在两者间进行切换,以结合高性能与高功耗效率的特点,两个处理器是独立运作的.
信阳市18767295315： arm cortex a5的简介 - ？
羊振盐酸： Cortex-A5与Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9以及Cortex-A15同属于Cortex-A系列处理器.ARM Cortex™-A5是性价比最高的处理器解决方案,高性能低成本并且支持双核技术.能够向最广泛的设备提供 Internet 访问:从入门级智能手机、低成本手机和智能移动终端到普遍采用的嵌入式、消费类和工业设备.
信阳市18767295315： ARM Cortex - ？
羊振盐酸： Cortex-A9处理器 能与其他Cortex系列处理器以及广受欢迎的ARM MPCore技术兼容,因此能够很好延用包括操作系统/实时操作系统(OS/RTOS)、中间件及应用在内的丰富生态系统,从而减少采用全新处理器所需的成本.通过首次利用关键微体系架构方面的改进,Cortex-A9 处理器提供了具有高扩展性和高功耗效率的解决方案.利用动态长度、八级超标量结构、多事件管道及推断性乱序执行( Speculative out-of-order execution),它能在频率超过1GHz的设备中,在每个循环中执行多达四条指令,同时还能减少目前主流八级处理器的成本并提高效率.
信阳市18767295315： ARM Cortex A8,A9,A4分别是什么??？
羊振盐酸： ARM是一家微控制器设计公司,Cortex A8、A9、A4,还有M3、M0、M1等等是该公司设计的系列微处理器.其中Cortex系列的32微控制器是近年来推出的,在低功耗、高性能更有优势.详细了解,可以访问ARM公司的网站:http://www.arm.com/
信阳市18767295315： ARM中Cortex - A8,Cortex - M0,Cortex - M3 他们的区别在哪? - ？
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信阳市18767295315： ARM Cortex是属于ARM7系列的吗 - ？
羊振盐酸： CORTEX属于ARMv7内核,而不是ARM7的核. ARM7是ARMv4的内核 ST的STM32采用CORTEX M3内核,其构造偏向单片机应用.不是ARM7核.
信阳市18767295315： 平板电脑用什么样的处理器好?ARM Cortex - A8 RK2918,Nvidia Tegra T20 ,A5等都是... - ？
羊振盐酸： 哥们 Cortex a5 a8 a9就是英国ARM公司的芯片代号 a5已经淘汰了 平板的话最好双核 双核大都是a9架构 rk2918是中国最优秀的处理器之一 前面的ARM Cortex-A8就是架构 就像INTEL x86一样 rk2918现在和世面上大多单核a8芯片比完全不落下风...
信阳市18767295315： ARM Cortex - A8和mtk6573哪个好 - ？
羊振盐酸： ARM Cortex-A8是处理器架构概念,和它同概念的是ARM9,ARM11,ARM Cortex-A9等架构.MTK6573采用的是ARM11架构核心,比A8要落后一代,架构上要差不少.6573频率650MHz,集成PowerVR SGX531显示核心,支持双模双待.A8架构的代表性处理器有三星S5PC110蜂鸟,高通QSD8250,MSM8255,德州仪器的OMAP3630等,这些处理器无论是运算能力还是显示性能都比MTK6573高很多.所以,一般情况下A8的处理器要比MTK6573好,好不少.
信阳市18767295315： ARM Cortex A8 600MHz是什么意思 - ？
羊振盐酸： Cortex-A8 是 ARM 公司有史以来性能最 强劲的一款处理器, 主频为 600MHz 到 1GHz.A8 可以满足各种移动设备的需求,其功耗低于 300 毫瓦,而性 能却高达 2000MIPS.Cortex-A8 是 ARM 公司第一款超级标量处理器.在该处理器的设计当...
