今天凌晨ARM在自家的技术大会中,发布了超低功耗的处理器构架Cortex-A35(代号水星)。厂商可以根据性能和功耗需求,对它的构架进行再设计,将其用在不同的领域。
Cortex-A35成为基于ARMv8-A架构的全新超高功效处理器系列的首款产品
Cortex-A35是全新超高能效处理器系列的首款产品,可将ARMv8-A架构的优势整合到低功耗嵌入式应用之中,例如单主板计算机和汽车电子产品。对于期待以有限的功耗提供更多特色和功能的市场而言,该处理器系列堪称是业界最强大的全新IP选择。此外,为支持嵌入式应用的差异化和快速部署,ARM为合作伙伴提供完整的培训和设计辅助服务,全力支持新处理器系列上市。
Cortex-A系列分为高性能、低功耗和超低功耗3类:
高性能系列的代表当然是ARM的大核构架Cortex A57和A72(还有在慢慢退市的A15和A17);
低功耗系列的代表是高效能比的A53,根据需求,它可以以多核,或者 big.LITTLE大小核的形式工作;
而超低功耗系列,在A5和A7之后,现在新增了A35。
虽然看起来有点反直觉,但A35和A53不是一个系列,A35是A7/A5的继任者(ARM的产品数字增长得真快……)。
在Exynos 5433测试中,我们发现作为升级版A7的A53,照样维持不了A7的功耗水平,它更像是把A7的效能曲线延长的产品,就是说A53的性能功耗比并没有多少提升。但因为A53普遍更高频,所以它在性能端可以走得更远。而A35这次主推能耗比,其实是在给当年吹过能耗比的A53打脸。
不过从战略意义上说,A35带来的最重要改变,是让Cortex-A系列上中下三路产品,都用上了64位的ARMv8构架。在A5/A7等老构架退休后,它就可以完成“全家64位”的宏愿了。此外,A35也可以和A72/A57/A53等核心组成big.LITTLE 大小核结构的SoC,可以让厂商根据需求,搞出各种大小核的组合产品,夸张一点,甚至可以搞出A35 A53 A72的三核心簇的SoC。
A35和A7/A53一样,依旧是顺序执行的双发射构架。8级流水线长度,也和之前的构架设计没什么分别。ARM主要通过改进独立分区(individual blocks)来提升能效比。
重点改善的是核心的前端效率,重新设计的指令预取单元,更强的分支预测性能。为了平衡性能和功耗,指令预取带宽也跟随队列长度的变短而做出了调整。
对比A7,A35在缓存速度上有了明显的提升。A35套用了很多A53的缓存结构,一级缓存可以用作指令和数据缓存,加入了多线程的数据预测和写入侦查能力,根据需求可以定在8-64KB之间。二级缓存可以定在128KB-1BM之间。在提升写入效率,引入附着优化功能以降低占用的同时,也提升了资源共享的性能。
另外一个大改进是 NEON/FP流水线,除了改善存储性能外,新的单元全流水线支持双精度乘法计算。流水线同样为了提升局部效率而进行了改进,这也是A35芯片面积可以比A53小的重要原因。
在电源管理方面,A35也很像A53,它为CPU和NEON流水线(独立的电源供应区域)增加了状态保留功能(在休眠时,让核心保持原来的状态,类似iOS的墓碑模式),它多了个硬件来控制CPU进出保留状态。厂商很少使用这个功能,暂时确认有引入这个功能的是骁龙810,但或许因为发热问题,它也在随后的软件更新中禁用了这个功能,让在CPU闲置的时候直接关闭核心了。