转]《手机处理器架构进化历程 从ARM9到A15》
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[吐舌]
2013年01月19日 09点01分 1
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重发[不高兴]
2013年01月25日 06点01分 14
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无论是德州仪器、高通、英伟达还是三星等主流的手机处理器,其实它们采用的都是同一个架构——ARM架构。随着智能手机越来越普及,消费者在选购手机的时候也越来越理性化,除了关心价格和外观之外,手机的性能也成为了人们最关心的因素,大家都知道,处理器是影响手机性能的最关键的因素。然而实际上,处理器采用的架构才是影响处理器性能的关键因素。今天小编就为大家详细的解说下手机处理器架构的进化历程,聊一聊ARM的那些事。
2013年01月25日 06点01分 15
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ARM架构简介
ARM(Advanced RISC Machine的缩写)架构,被称作进阶精简指令集机器,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于低成本、高效能、低耗电的特性,ARM处理器非常适用于移动通讯领域。
为了大家更好的理解,我们不妨做个比喻,ARM架构就像是一座建筑的结构设计部分,而处理器就相当于一个完整的建筑,只有有了稳定的结构作为基础,才能建造出各式各样的房子。换句话说,ARM架构只相当于一座建筑的框架,至于最后建造出来的房子长什么样,舒适度如何,就是由处理器厂商自己决定了。不过有一点需要说明,假如结构的设计值是十层,容纳人数的上限是100人,那么最后建好的房子也不能超过这个上限。这也就是说,采用相同架构的处理器,性能基本上已经锁定在一定的范围之内,不会有本质的区别。所以,看处理器的性能要先看架构。
2013年01月25日 06点01分 16
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ARM架构
ARM授权方式
ARM公司是一家知识产权供应商,本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售,而是通过向其它芯片厂商授权设计方案,来获取收益。ARM提供了多样的授权方式,ARM公司可以向芯片厂商单纯的转让设计方案的使用及销售权,比如德州仪器,其旗下的OMAP处理器是在原始ARM架构的基础上设计的,这种方式费用一般比较低,所以,德州仪器的芯片售价也相对较低。
对于一些具备自有设计技术的客户,他们希望能对原始的ARM架构进行优化,以便更好的适应到自己研发的芯片,这样就会牵扯到授权架构修改的费用,而且这项费用也是相当昂贵的。比如高通Scropion架构,三星的蜂鸟Hummingbird核心等都是在Cortex-A8的基础上修改的。一般这些优化过的处理器都要比采用原始ARM架构的处理器性能更强。
2013年01月25日 06点01分 17
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采用ARM架构的品牌
ARM公司是全球最大的半导体知识产权核心供应商,目前已经在移动电话领域占据了90%的市场份额。超过100家半导体公司持有不同形式的ARM授权。其中包括Intel、IBM、LG、NEC、SONY、NXP(原PHILIPS)和NS等公司。也有包括微软、升阳和MRI等一系列知名软件系统公司。
ARM的设计是Acorn电脑公司(Acorn Computers Ltd)于1983年开始的开发计划。1985年时开发出首款内核ARM1,经过三十年的发展,如今已经发展到运行速度可达2.5GHz的Crotex-A15核心。接下来笔者就为大家介绍一下ARM架构的发展历程。因为ARM9之前的ARM核心基本上都是应用在音乐播放器、游戏机、相机以及计算器等电子产品中,所以这部分笔者就不做过多介绍了,以下笔者着重介绍在智能手机中广泛应用的ARM9及之后的ARM架构。
2013年01月25日 06点01分 18
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ARM9 处理器系列
ARM9系列于1997年问世,ARM9处理器系列包括ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM968E-S处理器。
ARM926EJ-S?6?4 处理器具有一个采用Jazelle?0?3技术的增强型32位RISC CPU、灵活的大小指令和数据高速缓存、紧密耦合内存(TCM)接口和内存管理单元(MMU)。它还提供单独指令和数据AMBA?0?3AHB?6?4 接口,适合基于多层AHB的系统。ARM926EJ-S处理器可执行ARMv5TEJ指令集,其中包括功能得到增强的16 x 32位乘法器,可进行单周期MAC运算,以及16位定点DSP指令,可增强多个信号处理应用程序的性能并支持 Thumb?0?3 技术。
ARM9内核
ARM926EJ-S处理器为入门级处理器,可支持完全版操作系统,其中包括 Linux、Windows CE和Symbian。因此,此处理器是众多需要完整图形用户界面的应用的理想之选。ARM926EJ-S被广泛的应用于智能手机处理器中。其中德州仪器OMAP1系列处理器、高通MSM6***系列处理器以及飞思卡尔、恩智浦半导体等都采用了ARM926EJ-S内核。
采用ARM926EJ-S内核的产品
智能手机当中,诺基亚的大部分Symbian S60系统的智能手机,索尼爱立信K系列以及Walkman系列音乐手机,以及明基西门子和LG部分手机都采用了ARM926EJ-S内核。
采用TI OMAP 1710处理器的手机
OMAP 1710是一款采用ARM926EJ-S内核的处理器,也是TI公司第一款采用90纳米制程的处理器,制程的减小也就意味着工作电压的下降,OMAP1710已经可以在1.05—1.3V之间动态调整,而普通待机状态下的耗电量仅为10mAh,在当时来说,可谓节能高手。OMAP1710最大工作频率可以达到220MHz,一级缓存已经提升为32KB。这样的性能在当时来说是相当强大的,当年诺基亚大部分智能手机都是采用的这颗核心,这些手机包括:诺基亚6630、6680、6681、E50、E60、E61、E62、E65、E70、N70、N71、N72、N73、N80、N90、N91、N92以及三星的SGH-i600、SGH-i607等,不过现在这样的性能已经明显过时了。
2013年01月25日 06点01分 19
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ARM Cortex-A8架构简介
ARM Cortex-A8处理器是第一款基于ARMv7架构的应用处理器,Cortex-A8处理器的速率可以在600MHz到超过1GHz的范围内调节,能够满足那些需要工作在300mW以下的功耗优化的移动设备的要求;以及满足那些需要2000 Dhrystone MIPS的性能优化的消费类应用的要求。
Cortex-A8处理器是ARM的第一款超标量处理器,具有提高代码密度和性能的技术,用于多媒体和信号处理的NEON?6?4技术,以及用于高效地支持预编译和即时编译Java及其他字节码语言的Jazelle?0?3运行时间编译目标(RCT)技术。
Cortex-A8结构图
TI OMAP3系列处理器采用了ARM Cortex-A8架构,可提供比基于ARM 11的处理器多至三倍的性能增益,同时使得3G手持终端具有可与笔记本电脑媲美的生产力以及先进的娱乐功能。作为业界第一个将采用65nm CMOS工艺设计的应用处理器,OMAP 3430在降低内核电压并增加了降低功耗的特性的同时比以前的OMAP处理器系列具有更高的工作频率。OMAP 3430的代表产品为摩托罗拉里程碑、XT711、三星I8910、诺基亚N900、palm pre等。可以运行在800MHz的处理器OMAP 3440的代表产品则为摩托罗拉XT720,Archos 5等。
TI OMAP 3xxx处理器
OMAP 36x系列同样采用了ARM Cortex-A8架构,不过应用了更先进的45纳米制造工艺,其中OMAP 3630主频720MHz,OMAP 3640主频1GHz。集成了PowerVR SGX530 GPU。德州仪器OMAP 36x系列的代表产品有摩托罗拉Droid X、Droid 2/里程碑2、Defy/ME525、Defy+,Archos 7,诺基亚N9等。
2013年01月25日 06点01分 24
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神秘终端 楼主
[酷] 苹果A4处理器
苹果iPhone 4和苹果iPad以及iTouch 4都采用了这个和三星S5PC110处理器相近的A4处理器,不过苹果作了更多的优化,尤其是苹果A4将负责视频硬解的VXD370改成了 VXD375,GPU和内存的直连也令PowerVR 535的实际表现要超越三星S5PC110的PowerVR 540处理器。但归根结底,苹果A4处理器还是一个基于ARM Cortex-A8核心的高性能处理器。
2013年01月25日 06点01分 26
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自挽下
2013年02月04日 02点02分 30
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