搭載全新ARM Cortex-A73處理器智能手機設計能效及性能再獲優(yōu)化

　　首先，讓我們回顧一下：2009 年發(fā)展至今，幾乎所有智能手機都已經(jīng)搭載了 ARM 處理器，性能提升達100倍。想想看，短短七年的時(shí)間，100 倍，多么驚人的數字!得益于性能的大幅提升，全新的功能、超高速的用戶(hù)界面響應、以及沉浸式用戶(hù)體驗已成為現實(shí)，而功耗卻依舊保持不變，移動(dòng)設備設計領(lǐng)域的種種難題都得以攻克。毋庸置疑，這是工程技術(shù)史上一次空前的壯舉。

　　高性能、全新功能以及優(yōu)化的用戶(hù)體驗不斷推動(dòng)市場(chǎng)的快速成長(cháng)，據預測，2016 年全球智能手機銷(xiāo)量將突破15億部。 伴隨消費趨勢的推動(dòng)，智能手機設計已在諸多方面成為未來(lái)創(chuàng )新的重要平臺。增強現實(shí)(AR)、虛擬現實(shí)(VR)、超高清視覺(jué)化、基于對象的音頻處理技術(shù)和計算機視覺(jué)，都對系統性能提出了更高的要求;無(wú)獨有偶，智能手機近幾年來(lái)不斷追求更為纖薄的機身設計，一定程度上犧牲了散熱性能，同時(shí)也對電源管理提出了更高要求。此外，因為智能手機尺寸已經(jīng)達到可以便捷操作的極限，意味著(zhù)無(wú)法通過(guò)機身體積增大來(lái)提高電池容量。為了延續過(guò)去十年智能手機行業(yè)的輝煌，進(jìn)一步優(yōu)化沉浸式用戶(hù)體驗，引領(lǐng)未來(lái)創(chuàng )新，我們必須要繼續優(yōu)化性能，提高能效。 截至目前，ARM 已發(fā)布其全新高性能處理器，Cortex-A73。繼去年 Cortex-A72 處理器面市至今，ARM 持續加快創(chuàng )新步伐，于今年推出全新 Cortex-A73 處理器;該處理器將于 2017 年初全面應用于高端智能手機。 得益于專(zhuān)屬設計和優(yōu)化，Cortex-A73 處理器為移動(dòng)設備及其他消費電子設備量身打造。Cortex-A73 針對設備性能及能耗所做的優(yōu)化讓人感到尤為興奮：•移動(dòng)功率電路性能極佳，頻率最高可達 2.8GHz•功耗效率提升 30%，保證最佳用戶(hù)體驗•內置于迄今為止體積最小的 ARMv8-A 架構在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期，Cortex-A73的目標就已經(jīng)十分明確：打造能效最高、性能最強的 ARM 處理器。 Cortex-A73：ARMv8-A高性能處理器

　　Cortex-A73 處理器全面支持 ARMv8-A 架構，其功能集可以完美契合智能手機及其它消費電子設備。ARMv8-A 架構采用 ARM TrustZone 技術(shù)、NEON 技術(shù)、視覺(jué)化及密碼學(xué)設計，無(wú)論系統是 32 位還是 64 位， Cortex-A73 都能夠支持最廣泛的移動(dòng)應用與中間件生態(tài)系統(移動(dòng)軟件的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化默認基于 ARM 架構)。 Cortex-A73處理器配有128位AMBA 4 ACE接口，無(wú)論是用于高端設計的高能效 Cortex-A53，還是用于中端及成本壓力更大設計的全新超高能效 Cortex-A35，ARM big.LITTLE 系統都可以實(shí)現完美兼容。 最佳性能 Cortex-A73 處理器針對新一代高端智能手機量身打造。在 10 納米工藝制程下，Cortex-A73 較前代 Cortex-A72 高性能 CPU 的持續性能提高了 30%。頻率達到 2.8GHz 時(shí)，Cortex-A73 依舊性能強勁，與持續能效完美匹配。如下圖所示，Cortex-A73 在接近峰值頻率時(shí)，仍能保證正常運行。盡管實(shí)際使用頻率會(huì )受到限制，極少滿(mǎn)頻運行，但這一測試依舊可以證實(shí) Cortex-A73 的強大性能。

　　針對移動(dòng)設備的性能優(yōu)化 Cortex-A73 處理器支持 64kB指令緩存(基于最先進(jìn)算法的分支預測)以及高性能指令預取。最主要的性能優(yōu)化是數據存儲系統，使用高級L1和L2數據預取，并支持復雜模式檢測。此外，它也為連續資料寫(xiě)入流優(yōu)化了存儲緩沖區，并將數據緩存提高至 64kB，且不產(chǎn)生任何時(shí)序影響。

　　較 Cortext-A72，得益于上述優(yōu)化及提升，以相同頻率運行于 Cortex-A73 的移動(dòng)應用性能最高提升達 10%?；?Cortex-A73 的芯片設計比前幾代產(chǎn)品更進(jìn)一步推動(dòng)頻率優(yōu)化，這是一次在提高效能前提下的大膽嘗試;此外，對比 Cortex-A72，全新 Cortex-A73 處理器在全部存儲工作負載應用環(huán)境下，性能皆提高至少15%，包括多應用、操作系統運行及 NEON 復雜計算執行。

　　功耗優(yōu)化 盡管 Cortex-A73 功耗低于 Cortex-A72，但在性能上卻大幅提升。Cortex-A73 在時(shí)鐘閘控、功耗優(yōu)化 RAM 架構以及 AArch32/AArch64 優(yōu)化資源共享執行等方面大幅升級，進(jìn)一步降低功耗。 對比 Cortex-A72，Cortex-A73 整數工作負載至少節省 20% 功耗;浮點(diǎn)運算和存儲器訪(fǎng)問(wèn)等工作負載的優(yōu)化甚至更加明顯。功耗的降低顯著(zhù)提升了用戶(hù)體驗，并大幅延長(cháng)電池壽命;與此同時(shí)，功耗優(yōu)化也為 SoC 保存更多動(dòng)態(tài)余量，提升系統和圖形處理器性能，實(shí)現更佳的視覺(jué)效果，提高幀速率，為新功能的添加奠定基礎。

　　迄今為止體積最小的 ARM 高端 CPU 除了實(shí)現極高的持續和峰值性能，Cortex-A73 最受關(guān)注的特性在于其以最小的面積發(fā)揮了ARMv8-A 架構高端處理器的卓越性能，為日益崛起的中端智能手機市場(chǎng)保駕護航;并以中低成本實(shí)現最佳用戶(hù)體驗。得益于技術(shù)革新，相較于采用ARMv7-A架構的Cortex-A15，全新Cortex-A73處理器面積更小。具體來(lái)說(shuō)，相比Cortex-A57和Cortex-A72，Cortex-A73的面積分別縮小70% 和 42%。參照國際標準，Cortex-A73核心尺寸比Cortex-72最高減小25%。除了在16納米和10納米工藝等先進(jìn)技術(shù)節點(diǎn)應用中發(fā)揮作用，Cortex-A73 處理器在大眾市場(chǎng)28納米工藝技術(shù)節點(diǎn)上也大放異彩，大幅提高中端移動(dòng)設備的性能。占用面積減少允許設備搭載更多芯片，集成更多功能或提升其它系統IP的性能，也可以減少中端移動(dòng)設備的SoC及設備成本。

　　全面提升中端智能手機的性能 采用 big.LITTLE 技術(shù)與 CoreLink CCI，ARM 為合作伙伴提供優(yōu)異的可擴展性，實(shí)現系統優(yōu)化，打造差異化產(chǎn)品。這意味著(zhù)什么?SoC 設計可以采用 1 或 2 個(gè)大核以及 2 個(gè)或 4 個(gè) 小核，其性能和用戶(hù)體驗甚至可以與高端設計相媲美。獨有的 L2 緩存減至 1MB，但依然保證足夠的緩存，支持大核在實(shí)際高性能工作負荷下的正常運行?；谀苄Ｐ?，big.LITTLE 軟件可以靈活配置，滿(mǎn)足不同應用環(huán)境的需求。 目前，big.LITTLE 技術(shù)已經(jīng)在移動(dòng)設備市場(chǎng)得到廣泛部署。Cortex-A73 與 Cortex-A53 將共同服務(wù)新一代智能手機，最常見(jiàn)的方式是集成在八核處理器中。此外，Cortex-A73 也為提升中端用戶(hù)體驗奠定了基礎。例如，六核big.LITTLE 配置，雙核 Cortex-A73 處理器和四核 Cortex-A53 或 Cortex-A35 處理器可以在同等或更小面積下實(shí)現比八核Cortex-A53更佳的性能。該拓撲已經(jīng)十分普遍，并已經(jīng)成功應用于入門(mén)級和中端設備。由于瀏覽網(wǎng)頁(yè)和滾動(dòng)界面等應用的響應時(shí)間縮短，所以與八核Cortex-A53相比，Cortex-A73六核在性能上提升30%，單線(xiàn)程峰值性能提高了一倍，大幅提升用戶(hù)體驗。

　　ARM設計團隊不斷提升用戶(hù)體驗，充分發(fā)揮基于 ARM 架構移動(dòng)設備的專(zhuān)屬特性：搭載Cortex-A73處理器，以更少的功耗和更小的空間實(shí)現更佳的性能與更長(cháng)的電池壽命。今年晚些時(shí)候到2017年，Cortex-A73處理器將會(huì )逐漸覆蓋到我們合作伙伴的高端智能手機、平板電腦、翻蓋式移動(dòng)設備、數字電視等一系列消費電子設備。讓我們拭目以待，共同見(jiàn)證這些產(chǎn)品的問(wèn)世!