10nm的威力！ ARM全新Cortex-A73構架詳解

　　智能手機在2009年之后的七年中性能增強了100倍!手機已經(jīng)可以實(shí)現很多從前不能實(shí)現的功能，快如閃電的操作響應速度和無(wú)與倫比的用戶(hù)體驗，功耗卻始終維持在同一水平。這是一項無(wú)與倫比的成就，在移動(dòng)領(lǐng)域這種設計非常具有挑戰性。

　　這種性能、功能和用戶(hù)體驗帶動(dòng)起一個(gè)了不起的市場(chǎng)，在2016年度，全球手機出貨量將有機會(huì )達到驚人的15億臺。隨著(zhù)消費者觀(guān)念的轉變，智能手機的設計方向已經(jīng)改變，手機在許多方面已經(jīng)成為未來(lái)創(chuàng )新的平臺。如虛擬現實(shí)、超高清可視化，基于音頻處理和計算機級視頻處理對智能手機的性能要求變得越來(lái)越高。近幾年智能手機越來(lái)越輕薄，很大程度上限制了機身散熱和電池及電源管理電路部分的設計。在電池技術(shù)停滯不前，同等體積下已無(wú)法增加更大的電池容量，想繼續提升手機的續航水平和用戶(hù)體驗，只能寄希望于降低硬件的功耗水平，如處理器擁有更高的效率，以此提升手機的整體續航表現。

　　為此，ARM公司宣布其旗下最新的高性能處理器Cortex-A73。ARM正加快其創(chuàng )新的步伐，在推出Cortex-A72一年后便推出A73核心，將搭載于2017年初發(fā)布的智能手機上使用。

　　Cortex-A73在設計上專(zhuān)門(mén)針對移動(dòng)設備和消費設備進(jìn)行了優(yōu)化，最令人興奮的一點(diǎn)是高效的性能提升：

　　提升處理器最高性能，工作頻率高達2.8GHz;

　　電源效率大幅提升，功耗降低30%，以維持最佳的用戶(hù)體驗;

　　工藝提升，內置了體積最小的ARMv8-A內核。

　　新的Cortex-A73是目前ARM最高效、性能最強的處理器，以下是Cortex-A73的一些主要特點(diǎn)：

　　Cortex-A73:ARMv8A 高性能處理器

　　Cortex-A73支持全尺寸ARMv8-A構架，非常適合移動(dòng)設備和消費級設備使用。ARMv8-A包括ARM TrustZone技術(shù)、NEON、虛擬化和加密技術(shù)。無(wú)論是32位還是64位Cortex-A73都可以提供適應性最強的移動(dòng)應用生態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境。Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接口和ARM的big.LITTLE系統一體化接口。

　　最高性能

　　Cortex-A73是專(zhuān)門(mén)為下一代智能手機而設計的高性能處理器。Cortex-A73采用了目前最先進(jìn)的10nm技術(shù)制造，可以提供比Cortex-A72高出30%的持續處理能力。在最高運行頻率2.8GHz下，該處理器達到處理性能峰值，受益于10nm工藝的優(yōu)勢，該處理器可以較為持續性的在接近最高頻率下高效率運行，在當今的處理器當中這樣的穩定性十分罕見(jiàn)。

　　針對移動(dòng)設備的性能優(yōu)化

　　Cortex-A73微處理器構架包含了一些有趣的性能優(yōu)化，它支持最先進(jìn)的算法，使用了64KB的指令緩存，并擁有高性能的指令預取。主要性能改進(jìn)在數據儲蓄系統方面，它采用先進(jìn)的L1緩存和L2緩存，可以加快復雜運行環(huán)境中的運行速度。

　　以上針對移動(dòng)設備的性能提升使Cortex-A73的工作頻率相比Cortex-A72有了10%的提升。我們希望可以在手機設計上與廠(chǎng)商合作，以此可以使芯片在實(shí)際使用中相比此前的所有處理器擁有更高的工作頻率，以此提升運行效率。此外，全新的Cortex-A73相比Cortex-A72在多任務(wù)處理和系統操作上通過(guò)NEON復雜數據處理還可以降低15%的內存使用。

　　電源效率優(yōu)勢

　　雖然性能有所提升，但Cortex-A73相比Cortex-A72的功率卻并沒(méi)有增加，反而有所降低。A73在多個(gè)方面都有所優(yōu)化和提升，相比A72，其整數運算工作量的總功率降低了20%以上，浮點(diǎn)運算性能和存儲性能更強。電源使用效率的提升可以帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗，更長(cháng)的續航時(shí)間，并可以延長(cháng)電池使用壽命。電源使用效率的提升，可以讓SoC有更多的可調用空閑處理性能來(lái)提升系統和圖形處理性能，以提供更高的性能、更優(yōu)秀的視覺(jué)效果、更高的幀率和新功能。

　　芯片面積最小的ARM核心

　　10nm工藝除了帶來(lái)了持續高頻運行的穩定性外，還大幅降低了芯片的核心面積，這也是目前芯片面積最小的一顆ARM芯片。相比Cortex-A53芯片面積降低了70%，相比Cortex-A72芯片面積降低了40%，還將核心面積降低了25%。使用10nm和16nm工藝不僅可以使處理器性能得到長(cháng)足的提升，還可以減少處理器核心的硅圓使用面積，在提高性能的同時(shí)降低SoC和設備的成本。

　　提升中端智能手機

　　隨著(zhù)我們的big.LITTLE技術(shù)的提升，ARM提供了很強大的可拓展性，我們的合作伙伴可以以此來(lái)針對性的優(yōu)化他們的系統。這意味著(zhù)廠(chǎng)商可以根據自己的偏好來(lái)設計SoC的調用情況，如只使用1或2個(gè)大核，或者是使用4個(gè)小核。SoC的二級緩存最高可以拓展到1MB，以支持高性能或負載較高的內核的運算需求。big.LITTLE技術(shù)目前已廣泛用于移動(dòng)處理器市場(chǎng)，如Cortex-A73與Cortex-A53搭配使用，組成比較典型的八核心高端處理器搭配。此外Cortex-A73還可以提升中端處理器的處理性能，如兩核Cortex-A73搭配四核Cortex-A53的設計可以比八核Cortex-A53提升30%以上的多核性能，單核峰值性能更是Cortex-A53的兩倍以上，可以極大的改善用戶(hù)的使用體驗。