ARM Cortex A8、A9以及高通Scorpion处理器详解.docx
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1、1.一些背景介绍1.1ARM核心ARM核心是主控SOC中的重要局部,系统的H常应用都由ARM核心来完成,因此ARM核心的效能很大程度上谶用户体验有关.ARM公司一般用UMIPSZMHz来标称ARM核心的性能.DMIPS是DhrystoneMi1.1.ionInstructionsexecutedPerSecond的缩写,反映核心的整数计算能力,但DhryS1.one算法代码本身比较叫,可以完全放到Cache中执行,因此反映的只是核心能力,并不能反映缓存、内存I/O性能。SOC定义为籽微处理器、模拟IP核、效字IP核和存谛睛(或片外存储控制接1.I)集成在第一芯片上.能支持智能系统的ARY核心有
2、以下几类:ARM9:指令集ARXV5.5级淹水线.1.IDMIPS/M1.1.zARMIOE:指令集ARYV5,inte1.获引授权后开展的,如PXA270,PXM1.O系列,6/7微流水线,1.35DMIPSZWzARM11:指令集ARMV6,8级流水坡,1.25DY1.PS/MHzCortexA8:指令集ARMV7A.13级整数流水线.超标fit双发射.2.0DM1.pS/MHz,标配Neon,不支持多核Scorpion:指令集ARMV7-A,高遇我得指令集授权后在A8的基础上诊计的.13级整数流水线,超标fit双发射,同部乱序执行,2.IDMIPS/MHz,标配Neon,支持多核CorI
3、eX-A9:指令集ARMV7-R,8级整数流水戏,超标量双发射,乱序执行.2.5DM1.PSzMH“可选配NeonzVFPV3,支持多核CCrteX-A5:指令集ARMV7-A,8级整数流水线,1.57DMIPSMHz,可选无NeorYFPv3.支持多核Cortcx-A15:指令集RRMV7-A,超标量,乱序执行,可选配Neon/VFP”,支持多核目前只有指令集RMv7-的核心才能在AndrOid2.2上支持Ado1.wF1.ash.Neon是什么?Neon是ARM核心附带的浮点SIMP引繁,可以把它当一个DSP用,可以把它理解为桌面CPC上的SSE,SSE2.合理的利用可以增强处理器在游戏、
4、多媒体中的表现,当然需要软件支持.标准的NeCn宽度是64bit.A9的Neon相对Ae略有升级.如果不使用Neon,就只能有CHJ自带的VFP进行浮点运算.标准A8的YFP没彳!管线化.速度是比较低的.A9的VFP管线化后,效能有明显提升,但还是不如NeOIU超标量:A8A9A15都是超标盘结构,他们具有两条流水戕,一个周期可以发射最多两条指令进行执行。因此同频效能比ARX9ARM1.1.等高的多.COrteX-A5是3rte-A家族中的小弟,功耗较低,单位功耗的效能很高,用于代替ARM9和ARMn占据低端市场。CorteX-A15是最新发布的.作为高端产品出现,目前资料不多.SCroPio
5、n是R通根据Cortox-A8修改的,关键的特点是同频下比A8节能30乐或者同功耗的施率庇25%.SCorPiOn具有局部A9的特性,如乱序执行,管线化的VFP,支持多核。此外,SCOrPiOn的NeonS1.MD引聚尚通称之为YeNg)宽度为128bi1.,是A8和A9的两倍,能提供更强劲的浮点运算支持,并且在不需要的时候可以关闭一半变成6,Ibit以节省能源.总体上,SCorPion是具有局部A9特性的A8.高频率节能浮点加强版.1-2工艺与频率、功耗这三者是密切相关的,当然频率与SOC的后端设计也有很大关系,根据参考文献,45run工艺可以比65rm节省30%的能耗.45naScorpi
6、on在1.OGHz.1.2G1.1.z和1.5GHz下的典型功耗是350nW.420m1.和650mU.其中1.5GHz下已经需要加压,功耗上升更多.根据以上信息我们可以推刈出CorteX78必然性能强劲,但不足省油的灯.于是新一代mid主控在45nm、55n下动辄1.2GHz的主频,能恁有点让人担忧.当然,如果采用的GP工艺,可能会好些,同样制程的工艺,可以分为1.P和GP。1.P是1.sPower,降低漏电,使得芯片在用置状态下的能耗最低,GP是GeneraIPurpose,可以在相同的满载能耗下到达比1.P更高的版率,但是闲置状态下功耗高.国际大厂用于手机的SOC一般都采用1.P工艺,以
7、降低待机功耗,毕竟手机大局部时间都在恃机.1.3视频的“硬价与软解在AndroidT.个人认为坡解就是通过芯片自带的加速器进行解码,无论用的是DSP还是便布线的解码器.状裤就是通过软件使用ARM核心进行解码,ARY作为一个通用核心做视烛解码.自然效能不会太1.,并口依赖状件的算法,一般普遍使用的就是FFMpEG对ARM迸行优化,调用neon等,不过就我个人的使用经验而言,IGHz的COrteX-A8处理器,使用r。我P1.ayer.VP1.ayer等基于FFMPEG的软件解码,只能勉强解码480P的视频.对于848X480,24分件K)OM左右的RNYB视物.大同部时间都无法到达满帧,在遇到高
8、码率的动态场景时,帆数降到个位数,会有很明显的卡顿抻帧,在TCJa2的A9平台上衣现梢好,仍不能满帧,估件是播放软件无法完全利用2个核心,如果两个核心充分利用,解决480pRMVB应该没有问题.总体而言,IGHzA8处理器软解RMVB根本是RK27MP4的水平,如果你的眼的比较挑别,就要注意了,一些A8软解720pRMVB流畅的说法,根本都是不实际的。ARM1.1=-=VIAWM8650猜想为65nm工艺ARM1.160(WHZ,300MHZDSP,支持720p现件解码256MDDR2,位宽未知GP1.I未知VIA的新一代芯片,WM8505的升级版.ARM核心从ARM930040(MHz升级到
9、ARMI1.600MHz,并且能进一步提升到800MHz,性能根本到达RK2818和TCC8902的水平。视频能力从根本没有提升到720硬件解码,虽然相对TCC的108OP解码有差距,但也到达了RK28的水平.软件方面.终于提供了Android2.1的支持,相比上一代的册18505只能支持Android1.6有了进步.但是在89主控搭我AndrCid2.2/2.3逐渐挣及的趋势下,这款方案又将过时,只能作为低端入门的选择.据报道,包价将在550元以下。=Cor1.e-A8=6511b工艺,其中RM核心为GP工着视顿解码局部为1.P工艺Corte-A8800MHz,256K1.2Cache512
10、MDDR2.32bit视频子系统:硬解多格式,H.264,yCT,MPEG4,RY最高720p(大局部开发商都没做RV的发解支持,实测可播放局部1.080p视频GP1.hAdrcno200(AMDZ130)三角形生产率:27M像素填充率:166MRoCkChiPRK2908本帖最后由SeaSky于2011-7-823:40编辑文章来源于网络,仅供参考.1.一些背景介绍1. 1ARM核心ARM核心站主控SOC中的重要局部.系统的日常应用都由ARM核心来完成,因此ARM核心的效能很大程度上搬用户体验有关ARM公E-股用DMIPSZMHz来标称ARY核心的性能.DMIPS是DhrystoneMi1.
11、1.ionInstructionsexecutedPerSecond的缩写,反映核心的整数计目能力.但DhryStOne算法代码本身比较叫,可以完全放到CaChe中执行,因此反映的只是核心能力,并不能反映畿存、内存0性能,能支持智能系统的RM核心有以下几类:ARM9:指令案RRYV5,5级流水线,1.IDMII1SZMHzARM10E:指令集ARMV5,inte1.获得授权后开展的,如PXA270.PXA210系列.6/7级流水线.1.35DMIPS/MizARM1.I:指令集ARMV6,8级流水线,1.25DMIPSWzCortc-A8:指令集ARXV7-A,13级整数流水战,超标/双发射,
12、2.ODMIPSZMHz.标配Ncori,不支持多核Scorpion:指令集ARMv7A,高通获得指令集授权后在A8的基础1:设计的.13级整数流水线,超标盘双发射.局部乱序执行,2.IDM1.PSZMHz,标IENeon,支持多核CorIeX-A9:指令集ARMV7-A,8级整数流水战,出标砥双发射,乱序执行,2.5DM1.PS/MHz,可选配Neon/VFPv3,支持多核CortexA5:指令集ARMV7A.8级整数淹水线.1.57DM1.PS/MHz,可选配NeOnVFPv3.支持多核Cortex-A1.5:指令集ARMV7-A,超标眼,乱序执行,可选配IfeOnVFPv4,支持多核X目
13、前只有指令集ARMV7A的核心才能在AndrOid2.2上支挣AdobeF1.ash.NCCn是什么?WOn是ARM核心附带的浮点SIMD引条,可以把它当一个I)SP用,可以把它理解为里面CP1.上的SSE,SSE2,合理的利用可以增强处理器在游戏、多媒体中的表现,当然需妥软件支持,标准的Neon宽度是64bit.A9的Ncon相对A8略有升级.如果不使用Neon,就只能有CP1.1.自带的VFP进行浮点运算.标准8的YFP没有管线化,速度是比较低的.A9的VFP管税化后,效能有明显提升,但还是不如Neon.超机Jii:A8A9A15林是超标房结构他们具有两条流水税,一个周期可以发射的多两条指
14、令进行执行.因此同频效能比ARM9ARM1.1.等高的多,XCortexA5是COrteX-A家族中的小弟,功耗较低,单位功耗的效能很高,用于代替ARM9和ARM1.1.占据低端市场.COrteXR15是最新发布的,作为高端产品出现,目前资料不多.Scr。Pion是高通根据CorteX-A8修改的。关键的特点是同频下比A8节能30%,或者问功耗的频率诲25%,SCorPion具有局部A9的特性,如乱序执行,管线化的VFP,支持多核。此外,SCorPiOn的NeonS1.YD引擎(高通称之为VeNuI1.)宽度为128bit,是A8和A9的两倍,能提供更强劲的浮点运算支持.并且在不需要的时候可以
15、关闭一半变成64bit以节省能源.总体上,SCOrPion是具有后部A9特性的A8.高频率节能浮点加强版.1.2工艺与频率、功耗这三者是密切相关的,当然频率与SOC的后端设计也有很大关系,根据参考文舔,45nm工艺可以比65nm节省30%的能耗.45naScorpion在1.0G1.h,1.2GHz和1.5GHz下的典型功耗是350m*、420mV和65011V,其中1.5GHz下已羟砺要加压,功就上升更多.根据以上信息我们可以推测出Coriexf8虽然性能强劲,但不是省油的灯。于是新一代mid主控在45nm、55n三下动辄1.2GHz的主频,能耗有点让人担忧。当然.如果采用的GP工艺.可能会
16、好些.同样制程的工艺.可以分为1.P和GP.1 .P是1.oPower,降低漏电,使得芯片在闲麓状态下的能耗最低.GP是Genera1.Purpose,可以在相同的满轨能耗下到达比IP更高的频率,但是闲置状态下功耗高。国际大厂用于手机的SOCi般都采用1.P工乞.以降低待机功耗.华宽手机大局部时间都在待机.1.3视频的“硬解与软解在AndrOid下,个人认为硬解就是通过芯片自带的加速器进行解码,无论用的是DSP还电硬布筏的解码器.软解就是通过软件使用ARM核心迸行解码,ARY作为一个通用核心做视制解码,自然效能不会太高,并且依赖软件的算法,一般杵泗使用的就是FFMPEG对ARM进行优化.调FH
17、neOn等。不过就我个人的使用经验而古,IGHZ的CCrteK-A8处理器使用rockp1.ayer,VP1.ayer等基于FFMPEG的软件解码,只能勉强解码180P的视频,对于848X480,21分钟100M左右的RMB视频,大局部时间都无法到达满帧,在遇到高码率的动态场景时,帧数降到个位数,会有很明显的卡顿掠帧.在Tegra2的A9平台上表现利好,仍不旎满帧.估计是播放软件无法完全利用2个核心,如果两个核心充分利用,解决480PRMVB应该没有问胭.总体而言,IGHzA8处理涔软斛RMVB根本是RK27MP1.的水平.如果你的眼睛比较挑剔,就要注意了.一些A8我解?20pRMVB流畅的说
18、法,根本都是不实际的.1 .43D性能与内存带宽2 .新一代主控简介更新;2011/05/30修订Tegra2/三星0rion0MAP4AM1.TCC8803RK29S5PV210同都内容更新:2011/04/21=RM11=VIAWM8650猜想为65nm工艺ARM1.160()MHz.300MHzDSP,支持720p现件解码256YM)R2,位宽未知GPU未知V1.A的新一代芯片,WM8505的升级版.AIw核心从ARM9300/40(MIZ升级到AIWII60(W1.IZ,并旦能进一步提升到800MHz,性能根本到达RK2818和TCC8902的水平。视频能力从根本没有提升到720p硬件
19、解码,虽然相对TCC的1080p解码有差距,但也到达了RK28的水平.软件方面终于提供了Android2.1的支持,相比上一代的册18505只能支持Android1.6有了进步.但是在A8/A9主控搭我AndrOid2.2/2.3逐渐普及的趋势下,这款方案又将过时,只能作为低渊入门的选择.据报道,售价将在550元以下。Corte-A8=Freesca1.ei.MX51565n三工艺,其中ARM核心为GP工艺,视频解码局部为UJ工艺Corte-8800MHz,256K1.2Cache512MM)R2,32bit视频子系统:硬解多格式,H.264.YCT,MPEG4.RV最高720p(大局部开发新
20、都没做RV的硬樽都没),实测可描放局部1080p视频GPU:Adreno200(AMDZ1.30)三角形生产率;27M像素埴充率:166M当然,i.MX515不和什么新芯片了,赛于其产品上市不久,就一起说说吧,国内的515产品根本都是山泰产品,似乎缺乏原厂支持,开发都兆山案开发商,于是就有固件保密胸之类的新闻,一旦山案开发商转向RK2908,后续支持也让人担忧.GpU性能虽然很一股但与高通手机芯片的GP1.一致.软件支持度不错但由于山寨平板采用了800*(20的分辨率,这方面可能存在一定的兼容性向即,此外游戏中电力感应等也霜要一定的调试.视物能力除了缺少RV硬解,其他盛川。AndrOid2.2
21、系统配合A8核心在网络浏览和F1.aSh支持上都同翘不大,但目前山寨产品的续航还存在问题,使用和待机时间较短.此外软件上的bUH也不少。随着新一代的S5PV210.RK2908和TCC8803上市.此方案的产品将进一步进入千元以内.成为最低价的A8产品.RockchipRK290855ra工艺,猜想为GPCorte-A8IGHz/1.2GHz,512K1.2Cache512MDDR2DDR3,32bit视频子系统:硬解,猜想为CeVaMM3000多格式,H.264,VC-I1WG4,RV,AVS,VPS最高】08OPGPU:VivantcGC800三角形生产率:最高60M像素填充率:未知,推测
22、6031代表:酷比U9GT,台电T760,原道NICI,蓝魔m5出近红红火火的RK29,瑞芯微没少打广告,大有秒杀商通苹果之势.瑞芯微直传的亮点,就是商主频A8核心,108OP以及WebM视频支持以及高性能的GPU。总体来说,芯片规格还是很不错的。自然,凭借1.2GHz的高主版.得分比IGHZ的产品高是正常的.不过呢,在三星、T1.等厂家使用45nm工艺制作的芯片,标称焕率普遍为1(;HZ的情况下,RK的55n三芯片能标称1.2(Hz,想必是用了Gp工艺才能到如此高的顿率,尽管如此,相信功耗的代价同样也不小,好在RK29是主攻Nn)市场的,M1.D不像手机有大的时间在待机,栖性点待机功耗也问卷
23、不大,只是如果上市芯片个个加压跑1.2GHz,我想功耗方面有所牺牲,对于55懒的RK29来说.1GHZ还是比较适宜的频率吧.目前可以确认采用的是TSMC的55n.UI工艺,所以现在出来的产品频率不是很能上去,第批产品普泗在800MHz.得益于512K姬存,同频Knbvnch整数性能略高于AM1.而内存性能和浮点性能不如采用A9核心的AN1.有局部产品通过固件更新提升到了IGHz,但nbench得分貌似没有提升,有待进一步关注.此外RK29发热不小,普遍用导热胶与金电疥酸克相连,以增加散热.RK29支持YP8WebM.能支持这个编码的视频模块,一是audc自家的0n2的视频解码硬核,另一家是Ce
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