Bu makale ARM Cortex A7 işlemci mimarisini tartışacak. Buna dayalı yarı iletken ürünler, yakın zamana kadar bu pazar segmentinde lider konumda olduğu akıllı telefonlarda, yönlendiricilerde, tablet PC'lerde ve diğer mobil cihazlarda bulunabilir. Şimdi yavaş yavaş daha yeni ve daha taze işlemci çözümleriyle değiştiriliyor.
ARM hakkında kısa bilgi
ARM'ın tarihi 1990 yılında Robin Saxby tarafından kurulduğunda başladı. Yaratılışının temeli, yeni bir mikroişlemci mimarisiydi. Bundan önce CPU pazarındaki hakim konum x86 veya CISC tarafından işgal edildiyse, bu şirketin kurulmasından sonra RISC şeklinde değerli bir alternatif ortaya çıktı. İlk durumda, program kodunun yürütülmesi 4 aşamaya düşürüldü:
- Makine talimatlarını alın.
- Mikro kod dönüştürme gerçekleştirme.
- Mikro talimatları alma.
- Mikro talimatların adım adım yürütülmesi.
RISС mimarisinin ana fikri, program kodunun işlenmesinin 2 aşamaya indirgenebilmesiydi:
- RISC talimatlarını alın.
- RISC talimatlarını işleme.
Hem birinci hem de ikinci durumda hem artılar hem de önemli dezavantajlar vardır. x86, bilgisayar pazarını ve RISC'yi (2011'de tanıtılan ARM Cortex A7 dahil) - mobil cihaz pazarını başarıyla fethetti.
Cortex A7 mimarisinin görünüm tarihi. Temel Özellikler
Cortex A8, Cortex A7'nin temelini oluşturdu. Bu durumda geliştiricilerin ana fikri, işlemci çözümünün performansını artırmak ve enerji verimliliğini önemli ölçüde artırmaktı. Sonunda ARM'deki mühendislerin başına gelen de buydu. Bu durumda bir diğer önemli özellik ise big. LITTLE teknolojisi ile bir CPU yaratmanın mümkün hale gelmesiydi. Yani bir yarı iletken kristal 2 hesaplama modülü içerebilir. Bunlardan biri, minimum güç tüketimi ile en basit görevleri çözmeyi amaçlıyordu ve kural olarak, Cortex A7 çekirdekleri bu rolü üstlendi. İkincisi, en karmaşık yazılımı çalıştırmak için tasarlandı ve Cortex A15 veya Cortex A17 bilgi işlem birimlerine dayanıyordu. Resmi olarak, "Cortex A7", daha önce belirtildiği gibi 2011'de sunuldu. Eh, ilk ARM Cortex A7 işlemci bir yıl sonra, yani 2012'de piyasaya sürüldü.
Üretim teknolojisi
BaşlangıçtaA7 bazlı yarı iletken ürünler 65 nm teknolojik standartlarına göre üretildi. Şimdi bu teknoloji umutsuzca modası geçmiş. Ardından, 40 nm ve 32 nm tolerans standartlarına göre iki nesil A7 işlemci daha piyasaya sürüldü. Ama şimdi önemsiz hale geldiler. Bu mimariye dayanan en yeni CPU modelleri zaten 28 nm standartlarına göre üretilmiştir ve hala satışta bulunabilenler de budur. Yeni tolerans standartları ve modası geçmiş mimari ile daha yeni teknolojik süreçlere daha fazla geçiş beklenemez. A7 tabanlı çipler artık mobil cihaz pazarının en bütçe segmentini işgal ediyor ve bunların yerini yavaş yavaş neredeyse aynı enerji verimliliği parametrelerine sahip daha yüksek bir performans düzeyine sahip A53 tabanlı gadget'lar alıyor.
Mikroişlemci çekirdeğinin mimarisi
1, 2, 4 veya 8 çekirdek, ARM Cortex A7 tabanlı bir CPU'nun parçası olabilir. İkinci durumdaki işlemcilerin özellikleri, çipin esas olarak 4 çekirdekli 2 kümeden oluştuğunu gösterir. 2-3 yıl boyunca, giriş seviyesi işlemci ürünleri, 1 veya 2 bilgi işlem modüllü çiplere dayanıyordu. Orta seviye 4 çekirdekli çözümler tarafından işgal edildi. Eh, premium segment 8 çekirdekli yongaların arkasındaydı. Bu mimariye dayalı her bir mikroişlemci çekirdeği aşağıdaki modülleri içeriyordu:
- Kayan Nokta Birimi (FPU).
- Nakit seviyesi 1.
- CPU optimizasyonu için NEON blok.
- ARMv7 hesaplama modülü.
Ayrıca aşağıdaki yaygınCPU'daki tüm çekirdekler için bileşenler:
- Nakit L2.
- CoreSight çekirdek kontrol ünitesi.
- 128 bit kapasiteli AMBA veri yolu denetleyicisi.
Olası frekanslar
Bu mikroişlemci mimarisi için maksimum saat frekansı 600 MHz ile 3 GHz arasında değişebilir. Bilgi işlem sisteminin performansı üzerindeki maksimum etkiyi gösteren bu parametrenin değişkenlik gösterdiğine de dikkat edilmelidir. Ayrıca, frekans aynı anda üç faktörden etkilenir:
- Çözülmekte olan problemin karmaşıklık düzeyi.
- Çoklu kullanım için yazılım optimizasyonu derecesi.
- Yarı iletken kristal sıcaklığının mevcut değeri.
Örnek olarak, A7 tabanlı ve frekansı 600 MHz ile 1,3 GHz arasında değişen 4 bilgi işlem birimi içeren MT6582 yongasının algoritmasını ele alalım. Bekleme modunda, bu işlemci cihazının yalnızca bir hesaplama birimi olabilir ve mümkün olan en düşük 600 MHz frekansında çalışır. Bir mobil cihazda basit bir uygulama başlatıldığında da benzer bir durum ortaya çıkacaktır. Ancak, görevler listesinde çoklu kullanım için optimizasyona sahip kaynak yoğun bir oyuncak göründüğünde, 1.3 GHz frekansında 4 program kodu işleme bloğunun tümü otomatik olarak çalışmaya başlayacaktır. CPU ısındıkça, en sıcak çekirdekler frekans değerini düşürür, hattakapat. Bu yaklaşım bir yandan enerji verimliliği sağlarken diğer yandan kabul edilebilir düzeyde bir çip performansı sağlar.
Önbellek
ARM Cortex A7'de yalnızca 2 önbellek düzeyi sağlanır. Yarı iletken kristalin özellikleri, sırayla, birinci seviyenin mutlaka 2 eşit yarıya bölündüğünü gösterir. Bunlardan biri verileri, diğeri ise talimatları saklamalıdır. Spesifikasyonlara göre 1. seviyedeki toplam önbellek boyutu 64 KB'a eşit olabilir. Sonuç olarak, veri için 32 KB ve kod için 32 KB alıyoruz. Bu durumda 2. seviye önbellek belirli CPU modeline bağlı olacaktır. En küçük hacmi 0 MB'a (yani yok) ve en büyüğü - 4 MB'a eşit olabilir.
RAM denetleyicisi. Özellikler
Dahili RAM denetleyici, herhangi bir ARM Cortex A7 işlemciyle birlikte gelir. Teknik planın özellikleri, LPDDR3 RAM ile birlikte çalışmaya odaklandığını gösteriyor. Bu durumda RAM'in önerilen çalışma frekansları 1066 MHz veya 1333 MHz'dir. Bu çip modeli için pratikte bulunabilecek maksimum RAM boyutu 2 GB'dir.
Entegre Grafikler
Beklendiği gibi, bu mikroişlemci aygıtlarında entegre bir grafik alt sistemi bulunur. ARM, bu CPU ile kendi Mali-400MP2 grafik kartının kullanılmasını önerir. Ancak performansı genellikle potansiyeli ortaya çıkarmak için yeterli değildir.mikroişlemci cihazı. Bu nedenle, çip tasarımcıları bu çiple birlikte daha verimli adaptörler kullanır, örneğin Power VR6200.
Yazılım Özellikleri
Üç tür işletim sistemi ARM işlemcileri hedefler:
- Arama devi Google'dan Android.
- iOS by APPLE.
- Windows Mobile by Microsoft.
Diğer tüm sistem yazılımları henüz fazla dağıtım almamıştır. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu tür yazılımların en büyük pazar payı Android tarafından işgal edilmiştir. Bu sistem basit ve sezgisel bir arayüze sahiptir ve buna dayalı giriş seviyesi cihazlar çok, çok uygun maliyetlidir. 4.4 dahil sürüme kadar 32-bit idi ve 5.0'dan beri 64-bit hesaplamaları desteklemeye başladı. Bu işletim sistemi, ARM Cortex A7 dahil olmak üzere herhangi bir RISC CPU ailesinde başarıyla çalışır. Mühendislik menüsü, bu sistem yazılımının bir diğer önemli özelliğidir. Yardımı ile işletim sisteminin özelliklerini önemli ölçüde yeniden yapılandırabilirsiniz. Bu menüye erişim, her CPU modeli için ayrı bir kod kullanılarak elde edilebilir.
Bu işletim sisteminin bir diğer önemli özelliği de olası tüm güncellemelerin otomatik olarak yüklenmesidir. Bu nedenle ARM Cortex A7 ailesinin yongalarında bile yeni özellikler görünebilir. Firmware bunları ekleyebilir. İkinci sistem, APPLE mobil cihazlarına yöneliktir. Bu tür cihazlar esas olarak premium segmenti işgal eder ve karşılık gelen performans ve maliyet seviyelerine sahiptir. Windows Mobile karşısında en son işletim sistemi henüz alınmadıbüyük dağıtım. Herhangi bir mobil cihaz segmentinde buna dayalı cihazlar var, ancak bu durumda az miktarda uygulama yazılımı dağıtımı için caydırıcıdır.
İşlemci modelleri
Bu durumda en uygun fiyatlı ve en az üretken, 1 çekirdekli yongalardır. Aralarında en yaygın olanı MediaTek'ten MT6571 idi. Bir çentik yukarı ARM Cortex A7 Çift Çekirdekli CPU'lardır. Bir örnek, aynı üreticiden MT6572'dir. Dört Çekirdekli ARM Cortex A7 tarafından daha da yüksek bir performans seviyesi sağlandı. Bu aileden en popüler çip, artık giriş seviyesi mobil cihazlarda bile bulunabilen MT6582'dir. Eh, en yüksek performans seviyesi, MT6595'in ait olduğu 8 çekirdekli merkezi işlemciler tarafından sağlandı.
Geliştirme umutları
Şimdiye kadar mağaza raflarında 4X ARM Cortex A7 tabanlı yarı iletken işlemcili bir cihaza dayalı mobil cihazlar bulabilirsiniz. Bunlar MT6580, MT6582 ve Snapdragon 200'dür. Tüm bu yongalar 4 bilgi işlem birimi içerir ve mükemmel bir enerji verimliliği düzeyine sahiptir. Ayrıca, bu durumda maliyet çok, çok mütevazı. Ama yine de bu mikroişlemci mimarisinin en iyi zamanları geride kaldı. Buna dayalı ürünlerin satışının zirvesi, mobil gadget pazarında neredeyse hiçbir alternatifi olmadığı 2013-2014'e düştü. Ayrıca, bu durumda 1 veya 2 ile bütçe cihazlarından bahsediyoruz.bilgi işlem modülleri ve 8 çekirdekli CPU'lu amiral gemisi gadget'ları ile. Şu anda, esasen A7'nin değiştirilmiş 64-bit versiyonu olan Cortex A53 tarafından yavaş yavaş piyasadan çıkmaya zorlanıyor. Aynı zamanda, selefinin temel avantajlarını tamamen ve tamamen korudu ve gelecek kesinlikle onun.
Uzmanların ve kullanıcıların görüşleri. Bu mimariye dayalı çipler hakkında gerçek incelemeler. Güçlü ve zayıf yönler
Elbette, mikroişlemcili cihazların ARM Cortex A7 mimarisinin ortaya çıkması, mobil cihazlar dünyası için önemli bir olay haline geldi. Bunun en iyi kanıtı, buna dayalı cihazların 5 yıldan fazla bir süredir başarıyla satılmış olmasıdır. Tabii ki, artık A7 tabanlı CPU'nun yetenekleri artık orta seviye görevleri çözmek için bile yeterli değil, ancak bu tür çiplerdeki en basit program kodu hala başarılı bir şekilde çalışıyor. Bu tür yazılımların listesi, video oynatma, ses kayıtlarını dinleme, kitap okuma, internette gezinme ve bu durumda en basit oyuncaklar bile sorunsuz bir şekilde başlayacaktır. Mobil cihazlara ve cihazlara adanmış önde gelen tematik portalların, hem bu türde önde gelen uzmanlar hem de sıradan kullanıcılar üzerinde odaklandığı şey budur. A7'nin en önemli dezavantajı, 64 bit bilgi işlem desteğinin olmamasıdır. Temel avantajları arasında enerji verimliliği ve performansın mükemmel kombinasyonu yer alır.
Sonuçlar
Kesinlikle, ARM Cortex A7 mimarisi bir bütündürmobil cihazlar dünyasında bir dönem. Mobil cihazların uygun fiyatlı ve oldukça üretken hale gelmesiyle birlikte oldu. Ve 5 yıldan fazla bir süredir başarılı bir şekilde satılmış olması, bunun bir başka teyididir. Ancak, ilk başta buna dayalı gadget'lar pazarın orta ve premium segmentlerini işgal ettiyse, şimdi yalnızca bütçe sınıfıyla kaldılar. Bu mimari modası geçmiş ve yavaş yavaş geçmişte kalıyor.
