Ovaj članak govori o arhitekturi ARM Cortex A7 procesora. Poluvodički proizvodi koji se temelje na njemu mogu se pronaći u pametnim telefonima, usmjerivačima, tablet računalima i drugim mobilnim uređajima, gdje je donedavno zauzimao vodeću poziciju u ovom segmentu tržišta. Sada ga postupno zamjenjuju novija i svježija procesorska rješenja.
Kratke informacije o ARM-u
Povijest ARM-a započela je 1990. godine kada ga je osnovao Robin Saxby. Osnova za njegovo stvaranje bila je nova arhitektura mikroprocesora. Ako je prije toga dominantnu poziciju na tržištu CPU-a zauzimao x86 ili CISC, onda se nakon formiranja ove tvrtke pojavila dostojna alternativa u obliku RISC-a. U prvom slučaju, izvršenje programskog koda svedeno je na 4 faze:
- Preuzmi upute za stroj.
- Izvođenje pretvorbe mikrokoda.
- Dobivanje mikrouputa.
- Izvršavanje mikrouputa korak po korak.
Glavna ideja RISS arhitekture bila je da se obrada programskog koda može svesti na 2 faze:
- Nabavite RISC upute.
- Obrada RISC instrukcija.
I u prvom i u drugom slučaju postoje i plusi i značajni nedostaci. x86 je uspješno osvojio tržište računala, a RISC (uključujući ARM Cortex A7, predstavljen 2011.) - tržište mobilnih uređaja.
Povijest pojave Cortex A7 arhitekture. Ključne značajke
Cortex A8 poslužio je kao osnova za Cortex A7. Glavna ideja programera u ovom slučaju bila je povećati performanse i značajno poboljšati energetsku učinkovitost procesorskog rješenja. To je ono što se na kraju dogodilo inženjerima u ARM-u. Još jedna važna značajka u ovom slučaju bila je to što je postalo moguće stvoriti CPU s big. LITTLE tehnologijom. To jest, poluvodički kristal mogao bi uključivati 2 računalna modula. Jedna od njih bila je usmjerena na rješavanje najjednostavnijih zadataka uz minimalnu potrošnju energije, a u pravilu su u toj ulozi djelovale jezgre Cortex A7. Drugi je dizajniran za pokretanje najsloženijeg softvera i temeljio se na računalnim jedinicama Cortex A15 ili Cortex A17. Službeno je "Cortex A7" predstavljen, kao što je ranije navedeno, 2011. godine. Pa, prvi ARM Cortex A7 procesor izašao je godinu dana kasnije, odnosno 2012.
Tehnologija proizvodnje
U početkupoluvodički proizvodi na bazi A7 proizvedeni su prema tehnološkim standardima od 65 nm. Sada je ova tehnologija beznadno zastarjela. Nakon toga, puštene su još dvije generacije A7 procesora prema standardima tolerancije od 40 nm i 32 nm. Ali sada su postali nebitni. Najnoviji CPU modeli bazirani na ovoj arhitekturi već se proizvode po 28 nm standardima, a upravo se oni još uvijek mogu naći u prodaji. Daljnji prijelaz na novije tehnološke procese s novim standardima tolerancije i zastarjelom arhitekturom teško je očekivati. Čipovi bazirani na A7 sada zauzimaju najproračunskiji segment tržišta mobilnih uređaja i postupno ih zamjenjuju gadgeti bazirani na A53, koji, uz gotovo iste parametre energetske učinkovitosti, ima višu razinu performansi.
Arhitektura jezgre mikroprocesora
1, 2, 4 ili 8 jezgri mogu biti dio CPU-a baziranog na ARM Cortex A7. Karakteristike procesora u potonjem slučaju ukazuju na to da se čip u osnovi sastoji od 2 klastera po 4 jezgre. Tijekom 2-3 godine, početni procesorski proizvodi temeljili su se na čipovima s 1 ili 2 računalna modula. Srednju razinu zauzimala su 4-jezgrena rješenja. Pa, premium segment je bio iza 8-jezgrenih čipova. Svaka mikroprocesorska jezgra bazirana na ovoj arhitekturi uključivala je sljedeće module:
- Jedinica s plutajućim zarezom (FPU).
- Razina gotovine 1.
- NEON blok za optimizaciju procesora.
- ARMv7 računalni modul.
Postojali su i sljedeći zajedničkikomponente za sve jezgre u CPU-u:
- Gotovina L2.
- CoreSight jezgra upravljačke jedinice.
- AMBA kontroler sabirnice podataka sa 128-bitnim kapacitetom.
Moguće frekvencije
Maksimalna frekvencija takta za ovu arhitekturu mikroprocesora može varirati od 600 MHz do 3 GHz. Također treba napomenuti da ovaj parametar, koji ukazuje na maksimalni utjecaj na performanse računalnog sustava, varira. Štoviše, na učestalost utječu tri čimbenika odjednom:
- Razina složenosti problema koji se rješava.
- Stupanj softverske optimizacije za višenitnost.
- Trenutna vrijednost temperature poluvodičkog kristala.
Kao primjer, razmotrite algoritam MT6582 čipa, koji se temelji na A7 i uključuje 4 računalne jedinice, čija frekvencija varira od 600 MHz do 1,3 GHz. U stanju mirovanja ovaj procesorski uređaj može imati samo jednu računsku jedinicu, a radi na najnižoj mogućoj frekvenciji od 600 MHz. Slična situacija će se dogoditi kada se na mobilnom gadgetu pokrene jednostavna aplikacija. No, kada se na popisu zadataka pojavi igračka s intenzivnim resursima s optimizacijom za višenitnost, sva 4 bloka obrade programskog koda na frekvenciji od 1,3 GHz automatski će početi raditi. Kako se CPU zagrijava, najtoplije jezgre će sniziti vrijednost frekvencije ili čakisključiti. S jedne strane, ovaj pristup osigurava energetsku učinkovitost, as druge strane, prihvatljivu razinu performansi čipa.
Cache
Samo 2 razine predmemorije dostupne su u ARM Cortex A7. Karakteristike poluvodičkog kristala, zauzvrat, pokazuju da je prva razina nužno podijeljena na 2 jednake polovice. Jedan od njih treba pohraniti podatke, a drugi - upute. Ukupna veličina predmemorije na 1. razini prema specifikacijama može biti jednaka 64 KB. Kao rezultat, dobivamo 32 KB za podatke i 32 KB za kod. Predmemorija 2. razine u ovom slučaju ovisit će o specifičnom modelu CPU-a. Njegov najmanji volumen može biti jednak 0 MB (to jest, odsutan), a najveći - 4 MB.
RAM kontroler. Značajke
Ugrađeni RAM kontroler dolazi s bilo kojim ARM Cortex A7 procesorom. Karakteristike tehničkog plana ukazuju da je usmjeren na rad u sprezi s LPDDR3 RAM-om. Preporučene radne frekvencije RAM-a u ovom slučaju su 1066 MHz ili 1333 MHz. Maksimalna veličina RAM-a koja se može naći u praksi za ovaj model čipa je 2 GB.
Integrirana grafika
Kao što se i očekivalo, ovi mikroprocesorski uređaji imaju integrirani grafički podsustav. ARM preporučuje korištenje vlastite Mali-400MP2 grafičke kartice s ovim CPU-om. Ali njegova izvedba često nije dovoljna za otključavanje potencijalamikroprocesorski uređaj. Stoga dizajneri čipova koriste učinkovitije adaptere u kombinaciji s ovim čipom, na primjer, Power VR6200.
Softverske značajke
Tri vrste operativnih sustava ciljaju ARM procesore:
- Android od diva za pretraživanje Google.
- iOS od APPLE.
- Windows Mobile od Microsofta.
Sav ostali softver sustava još nije dobio veliku distribuciju. Najveći tržišni udio takvog softvera, kao što možete pretpostaviti, zauzima Android. Ovaj sustav ima jednostavno i intuitivno sučelje, a početni uređaji koji se temelje na njemu su vrlo, vrlo pristupačni. Do uključujući verziju 4.4 bio je 32-bitni, a od 5.0 počeo je podržavati 64-bitne izračune. Ovaj OS uspješno radi na bilo kojoj obitelji RISC CPU-a, uključujući ARM Cortex A7. Inženjerski izbornik je još jedna važna značajka ovog softvera sustava. Uz njegovu pomoć možete značajno rekonfigurirati mogućnosti OS-a. Pristup ovom izborniku može se dobiti pomoću koda koji je individualan za svaki model procesora.
Još jedna važna značajka ovog OS-a je automatska instalacija svih mogućih ažuriranja. Stoga se čak i nove značajke mogu pojaviti na čipovima obitelji ARM Cortex A7. Firmware ih može dodati. Drugi sustav je usmjeren na APPLE mobilne gadgete. Takvi uređaji uglavnom zauzimaju premium segment i imaju odgovarajuće razine performansi i cijene. Najnoviji OS u lice Windows Mobile još nije dobiovelika distribucija. Postoje uređaji koji se temelje na njemu u bilo kojem segmentu mobilnih gadgeta, ali mala količina aplikacijskog softvera u ovom slučaju sprječava njegovu distribuciju.
Modeli procesora
Najpristupačniji i najneproduktivniji u ovom slučaju su 1-jezgreni čipovi. Najrašireniji među njima bio je MT6571 iz MediaTeka. Na vrhuncu su ARM Cortex A7 dvojezgreni procesori. Primjer je MT6572 istog proizvođača. Još veću razinu performansi pružio je Quad Core ARM Cortex A7. Najpopularniji čip iz ove obitelji je MT6582, koji se sada može pronaći čak i u početnim mobilnim uređajima. Pa, najveću razinu performansi pružili su 8-jezgreni središnji procesori, kojima je pripadao MT6595.
Izgledi za daljnji razvoj
Zasad još uvijek možete pronaći mobilne uređaje na policama trgovina temeljene na poluvodičkom procesorskom uređaju baziranom na 4X ARM Cortex A7. To su MT6580, MT6582 i Snapdragon 200. Svi ovi čipovi uključuju 4 računalne jedinice i imaju izvrsnu razinu energetske učinkovitosti. Također, trošak u ovom slučaju je vrlo, vrlo skroman. Ali ipak, najbolja vremena ove mikroprocesorske arhitekture su iza nas. Vrhunac prodaje proizvoda temeljenih na njemu pao je na 2013.-2014., kada praktički nije imao alternativu na tržištu mobilnih gadgeta. Štoviše, u ovom slučaju govorimo o proračunskim uređajima s 1 ili 2računalnih modula i s vodećim gadgetima s 8-jezgrenim CPU-om. Trenutačno ga postupno izbacuje s tržišta Cortex A53, koji je u biti modificirana 64-bitna verzija A7. Pritom je u potpunosti i u potpunosti zadržala glavne prednosti svog prethodnika, a budućnost je definitivno njezina.
Mišljenje stručnjaka i korisnika. Prave recenzije o čipovima temeljenim na ovoj arhitekturi. Snage i slabosti
Svakako, pojava ARM Cortex A7 arhitekture mikroprocesorskih uređaja postala je značajan događaj za svijet mobilnih uređaja. Najbolji dokaz za to je da se uređaji temeljeni na njemu uspješno prodaju više od 5 godina. Naravno, sada mogućnosti CPU-a baziranog na A7 više nisu dovoljne ni za rješavanje zadataka srednje razine, ali najjednostavniji programski kod na takvim čipovima i dalje uspješno funkcionira. Popis takvog softvera uključuje reprodukciju videa, slušanje audio zapisa, čitanje knjiga, surfanje webom, a i najjednostavnije igračke u ovom slučaju će se pokrenuti bez problema. Na to se fokusiraju vodeći tematski portali posvećeni mobilnim gadgetima i uređajima, kako vodeći stručnjaci ove vrste, tako i obični korisnici. Ključni nedostatak A7 je nedostatak podrške za 64-bitno računanje. Pa, njegove glavne prednosti uključuju savršenu kombinaciju energetske učinkovitosti i performansi.
Rezultati
Svakako, ARM Cortex A7 arhitektura je cjelinadoba u svijetu mobilnih uređaja. Njegovim dolaskom mobilni uređaji postali su pristupačni i prilično produktivni. A i sama činjenica da se uspješno prodaje više od 5 godina još je jedna potvrda tome. Ali ako su isprva gadgeti koji se temelje na njemu zauzimali srednji i premium segment tržišta, sada im je ostala samo proračunska klasa. Ova je arhitektura zastarjela i postupno postaje stvar prošlosti.
