Processador ARM Cortex A7: especificações e avaliações

ARM Cortex A7 . Neste material, falaremos sobre a arquitetura do processador ARM Cortex A7 . Os produtos semicondutores com base nela podem ser encontrados em smartphones, roteadores, tablets e outros dispositivos móveis, onde até recentemente ocupou as posições de liderança neste segmento do mercado. Agora está sendo gradualmente substituído por soluções de processador mais recentes e mais recentes.

Breve informação sobre a empresa ARM

началась в 1990 году, когда она была основана Робином Саксби. A história do ARM começou em 1990, quando foi fundada por Robin Sachsby. A base para sua criação foi uma nova arquitetura de microprocessadores. , то после образования данной компании появилась достойная альтернатива в виде RISC. Se, antes disso, a posição dominante no mercado CPA fosse ocupada por x86 ou CISC , depois da formação desta empresa, surgiu uma alternativa digna sob a forma de RISC. No primeiro caso, a execução do código do programa foi reduzida para 4 etapas:

1. Obtendo as instruções da máquina.

2. Realizando uma conversão de microcódigo.

3. Obtenção de micro instruções.

4. Implementação passo-a-passo de micro instruções.

сновная же идея архитектуры RIS С состояла в том, что обработку программного кода можно свести к 2 этапам: A idéia principal da arquitetura do RIS C foi que o processamento do código do programa pode ser reduzido para 2 estágios:

1. RISC- инструкций. Obtendo instruções do RISC .

2. RISC- инструкций. Processamento de instruções RISC .

ак в первом, так и во втором случае есть как плюсы, так и существенные недостатки. Como no primeiro, e no segundo caso, existem vantagens e desvantagens significativas. RISC ( в том числе и ARM Cortex A7 , представленная 2011 году) — рынок мобильных устройств. X86 conquistou com sucesso o mercado de computadores e RISC ( incluindo o ARM Cortex A7 , introduzido em 2011) – o mercado de dispositivos móveis.

A história da aparência da arquitetura Cortex A7. Características principais

Como base para "Cortex A7" agiu "Cortex A8". A principal idéia dos desenvolvedores neste caso foi aumentar o desempenho e melhorar significativamente a eficiência energética da solução do processador. . Isso é exatamente o que os engenheiros ARM fizeram. Outra característica importante neste caso foi que foi possível criar uma CPU com a tecnologia big.LITTLE. Ou seja, o cristal semicondutor poderia incluir 2 módulos computacionais. Um deles teve como objetivo resolver os problemas mais simples com um consumo de energia mínimo e, como norma, neste papel, os kernels "Cortex A7" tocaram. O segundo foi projetado para executar o software mais complexo e foi baseado nos blocos computacionais "Cortex A15" ou "Cortex A17". Oficialmente, "Cortex A7" foi apresentado, como foi observado anteriormente, em 2011. Bem, o primeiro processador ARM Cortex A7 foi lançado um ano depois, isto é, em 2012.

Tecnologia de produção

Inicialmente, produtos semicondutores baseados em A7 foram fabricados de acordo com padrões tecnológicos de 65 nm. Agora, esta tecnologia está irremediavelmente desatualizada. No futuro, duas mais gerações de processadores A7 foram lançadas em padrões de tolerância de 40 nm e 32 nm. Mas eles já se tornaram irrelevantes. Os modelos de CPU mais recentes baseados nesta arquitetura já são fabricados em 28 nm, e eles ainda podem ser encontrados à venda. Não é de se esperar uma transição adicional para novos processos tecnológicos com novos padrões de admissão e arquitetura obsoleta. Os chips baseados no A7 agora ocupam o segmento mais orçamento do mercado de dispositivos móveis e são gradualmente substituídos por gadgets baseados no A53, que, com os mesmos parâmetros de eficiência energética, possui um nível de desempenho maior.

Arquitetura do núcleo do microprocessador

1, 2, 4 ou 8 núcleos podem ser parte da CPU com base em ARM Cortex A7. As características dos processadores no último caso indicam que o chip consiste essencialmente em 2 cachos de 4 núcleos cada. 2-3 anos, os processadores de nível básico foram baseados em chips com 1 ou 2 módulos de computação. O nível médio foi ocupado por 4 soluções nucleares. Bem, o segmento premium era para chips de 8 núcleos. Cada núcleo de microprocessador com base nessa arquitetura incluiu os seguintes módulos:

• лок обработки чисел с плавающей запятой ( FPU). Unidade de processamento de número de ponto flutuante ( FPU).

• Cache de nível 1.

• NEON для оптимизации работы ЦПУ. O bloco NEON para otimizar a CPU.

• ARMv7. Módulo de computação ARMv7.

Também havia os seguintes componentes comuns para todos os núcleos na CPU:

• Cache L2.

• CoreSight Core Control Module .

• Controlador do bus de dados AMVA com uma capacidade de bit de 128 bits.

Possíveis freqüências

A freqüência de clock máxima para uma arquitetura de microprocessador pode variar de 600 MHz a 3 GHz. Também deve notar-se que este parâmetro, que indica o impacto máximo sobre o desempenho do sistema informático, está mudando. E a frequência é imediatamente afetada por três fatores:

• Nível de complexidade da tarefa.

• O grau de otimização de software para multithreading.

• O valor atual da temperatura de um cristal semicondutor.

Como exemplo, considere o algoritmo do chip MT6582, que é baseado em A7 e inclui 4 unidades computacionais, cuja freqüência varia de 600 MHz a 1,3 GHz. No modo inactivo, esta unidade de processamento pode ter apenas um bloco de cálculos, e opera com a menor freqüência possível de 600 MHz. Uma situação semelhante ocorrerá quando um aplicativo simples em um dispositivo móvel for iniciado. Mas quando um brinquedo com uso intensivo de recursos com otimização para multithreading aparece na lista de tarefas, todos os 4 blocos de processamento do código de programa em 1.3 GHz começarão automaticamente a funcionar. À medida que a CPU se acalma, os núcleos mais quentes diminuirão a freqüência ou até serão desligados. Por um lado, esta abordagem garante eficiência energética e, por outro lado – um nível aceitável de velocidade de chip.

Memória de cache

Apenas 2 níveis de cache são fornecidos no ARM Cortex A7. As características de um cristal semicondutor, por sua vez, indicam que o primeiro nível é necessariamente dividido em 2 metades iguais. должна хранить данные, а другая — инструкции. Um deles deve armazenar dados, e o outro – instruções. азмер кеша на 1-ом уровне по спецификациям может быть равен 64 Кб. O tamanho total do cache no nível 1 pelas especificações pode ser igual a 64 KB. Como resultado, obtemos 32 KB para os dados e 32 KB para o código. е ть от конкретной модели ЦПУ. O cache de segundo nível neste caso dependerá do modelo de CPU específico. O menor volume dele pode ser 0 MB (ou seja, ausente) e o maior – 4 MB.

O controlador da memória operacional. Suas características

O controlador de memória incorporado está equipado com qualquer processador ARM Cortex A7. Características O plano técnico indica que está orientado para trabalhar em conjunto com RAM LPDDR3 padrão . A frequência recomendada da memória operacional neste caso é de 1066 MHz ou 1333 MHz. O tamanho máximo da RAM, que pode ser encontrado na prática, para um dado modelo do chip é de 2 GB.

Gráficos integrados

Como esperado, esses dispositivos de microprocessador possuem um subsistema de gráficos integrado. рекомендует использовать в сочетании с этим ЦПУ графическую карту собственной разработки Mali – 400MP2 . A empresa-fabricante ARM recomenda usar em combinação com esta CPU uma placa gráfica do próprio projeto Mali – 400MP2 . Mas seu desempenho geralmente não é suficiente para desbloquear o potencial de um dispositivo de microprocessador. Portanto, os designers de chips usam adaptadores mais eficientes em combinação com este chip, por exemplo, Power VR6200.

Características do software

Três tipos de sistemas operacionais são voltados para processadores ARM:

• от поискового гиганта Google. Android do gigante de pesquisa do Google.

• от APPLE. IOS da APPLE.

• от «Майкрософт». Windows Mobile da Microsoft.

Todo o resto do software do sistema ainda não recebeu muita distribuição. A maior participação no mercado desse software, como não é difícil de adivinhar, é precisamente o Android. Este sistema possui uma interface simples e intuitiva e os dispositivos de nível de entrada são muito, muito acessíveis. Antes da versão 4.4 inclusive, era de 32 bits, e o 5.0 começou a suportar a computação de 64 bits. , в том числе и ARM Cortex A7. Este sistema operacional opera com sucesso em qualquer família da CPU de arquitetura RISC , incluindo ARM Cortex A7. O menu de engenharia é outra característica importante deste software de sistema. Com sua ajuda, você pode reconfigurar significativamente as capacidades do sistema operacional. O acesso a este menu pode ser obtido usando o código, que para cada modelo da CPU é individual.

Outra característica importante deste sistema operacional é a instalação de todas as atualizações possíveis automaticamente. Portanto, até novos recursos podem aparecer nos chips da família ARM Cortex A7. O firmware pode adicionar. O segundo sistema destina-se a dispositivos móveis da APPLE. Esses dispositivos ocupam principalmente o segmento premium e têm níveis correspondentes de velocidade e custo. пока не получила большого распространения. O sistema operacional mais recente em relação ao Windows Mobile ainda não recebeu muita distribuição. Dispositivos baseados nela existem em qualquer segmento de dispositivos móveis, mas aqui uma pequena quantidade de software aplicado neste caso é um impedimento para sua distribuição.

Modelos de processador

O mais acessível e menos produtivo neste caso são chips de 1 núcleo. O mais difundido entre eles foi MT6571 da empresa MediaTek. No passo acima, o CPU Core dual-core ARM Cortex A7 Dual Core. Como exemplo, você pode trazer MT6572 de todos os mesmos fabricantes. Um nível de desempenho ainda maior foi fornecido pelo Quad Core ARM Cortex A7. O chip mais popular desta família é MT6582, que agora pode ser encontrado em dispositivos móveis do nível de entrada. Bem, o maior nível de desempenho fornecido por CPUs de 8 núcleos, que pertenciam ao MT 6595.

Perspectivas de desenvolvimento adicionais

Por enquanto, você pode se encontrar nas prateleiras de dispositivos móveis com base em um processador semicondutor baseado no 4X ARM Cortex A7. Isto e MT6580, MT6582 e Snapdragon 200. Todos esses chips incluem 4 unidades computacionais e possuem um excelente nível de eficiência energética. Também o custo neste caso é muito muito modesto. Mas ainda os melhores tempos desta arquitetura de microprocessadores já estão atrasados. As vendas máximas de produtos com base nela caíram para 2013-2014, quando o mercado de dispositivos móveis, praticamente não tinha alternativa. E, neste caso, estamos falando de dispositivos de orçamento com 1 ou 2 módulos de computação, bem como dispositivos principais com uma CPU de 8 núcleos. No momento, ele substitui gradualmente o mercado "Cortex A53", que é essencialmente uma versão modificada de 64 bits do A7. Ao mesmo tempo, as principais vantagens do seu antecessor, mantém-se completamente e completamente, e o futuro certamente está por trás disso.

Opinião de especialistas e usuários. Comentários reais sobre chips baseados nesta arquitetura. Pontos fortes e fracos

Certamente, um evento histórico para o mundo dos dispositivos móveis foi o surgimento da arquitetura dos dispositivos de microprocessador ARM Cortex A7. A melhor prova disso foi que os dispositivos em sua base já foram vendidos com sucesso por mais de 5 anos. Claro, agora, as capacidades da CPU baseada em A7 não são suficientes mesmo para resolver problemas de nível médio, mas aqui o código de programa mais simples em tais chips ainda está funcionando com sucesso neste dia. A lista desses softwares inclui reprodução de vídeo, escuta de gravações de áudio, livros de leitura, navegação na web e até mesmo os brinquedos mais simples neste caso serão lançados sem problemas. É sobre isso e se concentra nos principais portais temáticos, dedicados a gadgets e dispositivos móveis como especialistas líderes deste plano e usuários comuns. A principal desvantagem do A7 é a falta de suporte para a computação de 64 bits. Bem, as principais vantagens disso podem ser atribuídas à combinação perfeita de eficiência energética e produtividade.

Resultados

это целая эпоха в мире мобильных устройств. Claro, a ARM Cortex A7 arquitetura é uma era inteira no mundo dos dispositivos móveis. Foi com o advento dos dispositivos móveis que se tornaram disponíveis e bastante produtivos. E um fato que foi vendido com sucesso há mais de 5 anos é prova disso. Mas se, no início, aparelhos em sua base fossem ocupados pelos segmentos médios e premium do mercado, agora eles têm apenas uma classe de orçamento. Esta arquitetura é obsoleta e gradualmente se torna uma coisa do passado.