带你了解最全的ARM Cortex-A系列处理器 _知识分享

Arm架构是当今世界上最受欢迎的处理器架构之一，经过多年的发展和经营，ARM在经典处理器，嵌入式处理器和应用型处理器方面研发设计出了多个系列的产品。ARM Cortex系列是经典处理器ARM11以后产品的新的命名系列，只在各种不同的市场提供服务，采用的是ARMv7或者ARMv8体系结构，并分为三个系列，分别是Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M 。

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ARM产品线

Cortex-A系列处理器针对日益增长的消费娱乐和无线产品设计，用于具有高计算要求、运行丰富操作系统及提供交互媒体和图形体验的应用领域，如智能手机、平板电脑、汽车娱乐系统、数字电视，智能本、电子阅读器、家用网络、家用网关和其他各种产品。下面我们将简单介绍近年来ARM公司发布的数款A系列处理器。
【带你了解最全的ARM Cortex-A系列处理器】Cortex-A78

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Cortex-A78

Cortex-A78是2020年发布的新一代CPU架构，适用于5nm工艺，性能提升20%，功耗则降低了50% 。Cortex-A76、A77、A78都采用了相同的Austin微架构,三代核心在设计上存在很多共性。根据ARM官方数据显示，A78相较于A77，其IPC（架构性能）只提升了7%，功耗降低了4%，内核小了5%，四核簇面积的缩小了15% 。不过Cortex-A78搭配的是最新一代的5nm制程工艺，天生就具备更好的能效比，在同样的每核心1W功耗下，7nm生产的Cortex-A77可以达到2.6GHz，而5nm生产的Cortex-A78频率可达3.0GHz，同功耗下持续性能提升20%左右。
Cortex-A77

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Cortex-A77

Arm在19年推出的Cortex A77架构,Cortex A77面向移动高性能领域，采用Arm v8.2 64位指令集架构。硬件设计上和A76一脉相承，都采用了7nm工艺，峰值频率也没有变化。A77的流水线结构应该和A76是一致的，采用标准的physical register Out-of-Order machine，20%的提升主要在微架构的细节方面，用来提高IPC和并行执行的能力。随着工艺进展到7nm，其单芯片的功耗密度在很大程度上制约着主频的提升。Arm主要面向移动市场，并没有在频率控制上向INTEL看齐，而更加追求单位功耗下的性能比。因此很多设计上并不以频率为首要目标，可以看到其L1 cache size达64KB，甚至超过了ZEN2的32K 。
Cortex-A76

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Cortex-A76

Cortex-A76被称为“是一款具有的笔记本级性能的处理器”,采用7nm工艺，运行频率预计将达到3GHz，相比基于10nm工艺制造、运行在2.8GHz的Cortex A75，能耗将降低40%，性能可提升35%，机器学习能力可提升4倍。在机器学习应用的优化上，Cortex-A76指令集最高可提升 400%。与 2.8GHz 的 10nm A75 芯片相比，3GHz @ 7nm 的 A76 芯片有着 35% 的性能领先优势。能效方面，在750mW的内核功耗预算下，7nm的Cortex A76相比10nm的Cortex A75可提升40%性能。
Cortex-A75

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Cortex-A75

Cortex-A75 处理器是DynamIQ 技术的首款高性能 CPU，据ARM的数据，Cortex-A75相比Cortex-A73，大约带来了22%的整数性能提升，33%浮点性能提升、16%的内存性能提升、48%的渲染性能提升、34%的GeekBench综合性能提升等。Cortex-A75 几乎涵盖了从端到云的所有应用场合，不仅仅适用于移动和消费性使用场合，还能够在网络基础设施、汽车设计乃至服务器等方面实现全新的性能水平。
Cortex-A73

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Cortex-A73

Cortex-A73是ARM 2016年发布的A系列处理器，Cortex-A73支持全尺寸ARMv8-A构架，ARMv8-A是ARM公司的首款支持64位指令集的处理器架构，包括ARM TrustZone技术、NEON、虚拟化和加密技术。所以无论是32位还是64位，Cortex-A73都可以提供适应性最强的移动应用生态开发环境。Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接口和ARM的big.LITTLE系统一体化接口，采用10nm技术制造，可以提供比Cortex-A72高出30%的持续处理能力，非常适合应用到高端智能手机、平板电脑、翻盖式移动设备、数字电视等一系列消费电子设备。
Cortex-A72

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Cortex-A72

Cortex-A72发布于2015年年初，也是基于ARMv8-A架构，采用台积电16nm FinFET制造工艺，Cortex-A72可在芯片上单独实现性能，也可以搭配Cortex-A53处理器与ARMCoreLinkTMCCI高速缓存一致性互连（CacheCoherentInterconnect）构成ARMbig.LITTLETM配置，进一步提升能效。在相同的移动设备电池寿命限制下，Cortex-A72能相较基于Cortex-A15的设备提供3.5倍的性能表现，相比于Cortex-A57也有约1.8倍的性能提升，展现出了优异的整体功耗效率。Cortex-A72其应用市场包括高端智能手机、大屏幕的移动设备、企业网路设备、服务器、无线基台、数字电视。