Artikel ini akan membahas arsitektur prosesor ARM Cortex A7. Produk semikonduktor berdasarkan itu dapat ditemukan di smartphone, router, PC tablet, dan perangkat seluler lainnya, di mana hingga saat ini memegang posisi terdepan di segmen pasar ini. Sekarang secara bertahap digantikan oleh solusi prosesor yang lebih baru dan lebih segar.
Informasi singkat tentang ARM
Sejarah ARM dimulai pada tahun 1990 ketika didirikan oleh Robin Saxby. Dasar penciptaannya adalah arsitektur mikroprosesor baru. Jika sebelumnya posisi dominan di pasar CPU ditempati oleh x86 atau CISC, maka setelah pembentukan perusahaan ini, alternatif yang layak muncul dalam bentuk RISC. Dalam kasus pertama, eksekusi kode program dikurangi menjadi 4 tahap:
- Dapatkan instruksi mesin.
- Melakukan konversi mikrokode.
- Mendapatkan instruksi mikro.
- Eksekusi instruksi mikro langkah demi langkah.
Ide utama dari arsitektur RISС adalah bahwa pemrosesan kode program dapat dikurangi menjadi 2 tahap:
- Dapatkan instruksi RISC.
- Memproses instruksi RISC.
Baik dalam kasus pertama dan kedua ada kelebihan dan kekurangan yang signifikan. x86 berhasil menaklukkan pasar komputer, dan RISC (termasuk ARM Cortex A7, diperkenalkan pada 2011) - pasar perangkat seluler.
Sejarah kemunculan arsitektur Cortex A7. Fitur Utama
Cortex A8 berfungsi sebagai dasar untuk Cortex A7. Gagasan utama pengembang dalam hal ini adalah untuk meningkatkan kinerja dan secara signifikan meningkatkan efisiensi energi dari solusi prosesor. Inilah yang akhirnya terjadi pada para insinyur di ARM. Fitur penting lainnya dalam hal ini adalah memungkinkan untuk membuat CPU dengan teknologi big. LITTLE. Artinya, kristal semikonduktor dapat mencakup 2 modul komputasi. Salah satunya ditujukan untuk menyelesaikan tugas paling sederhana dengan konsumsi daya minimal, dan, sebagai aturan, inti Cortex A7 bertindak dalam peran ini. Yang kedua dirancang untuk menjalankan perangkat lunak yang paling kompleks dan didasarkan pada unit komputasi Cortex A15 atau Cortex A17. Secara resmi, "Cortex A7" diperkenalkan, seperti yang disebutkan sebelumnya, pada tahun 2011. Nah, prosesor ARM Cortex A7 pertama dirilis setahun kemudian, yaitu pada tahun 2012.
Teknologi produksi
Awalnyaproduk semikonduktor berdasarkan A7 diproduksi sesuai dengan standar teknologi 65 nm. Sekarang teknologi ini sudah ketinggalan zaman. Selanjutnya, dua generasi lagi prosesor A7 dirilis sesuai dengan standar toleransi 40 nm dan 32 nm. Tapi sekarang mereka menjadi tidak relevan. Model CPU terbaru berdasarkan arsitektur ini sudah diproduksi sesuai dengan standar 28 nm, dan model inilah yang masih dapat ditemukan di pasaran. Transisi lebih lanjut ke proses teknologi yang lebih baru dengan standar toleransi baru dan arsitektur yang ketinggalan zaman hampir tidak dapat diharapkan. Chip berbasis A7 kini menempati segmen paling murah di pasar perangkat seluler dan secara bertahap digantikan oleh gadget berbasis A53, yang, dengan parameter efisiensi energi yang hampir sama, memiliki tingkat kinerja yang lebih tinggi.
Arsitektur inti mikroprosesor
1, 2, 4 atau 8 core dapat menjadi bagian dari CPU berbasis ARM Cortex A7. Karakteristik prosesor dalam kasus terakhir menunjukkan bahwa chip pada dasarnya terdiri dari 2 kelompok 4 inti. Selama 2-3 tahun, produk prosesor entry-level didasarkan pada chip dengan 1 atau 2 modul komputasi. Tingkat menengah ditempati oleh solusi 4-inti. Nah, segmen premium berada di belakang chip 8-core. Setiap inti mikroprosesor berdasarkan arsitektur ini menyertakan modul berikut:
- Floating Point Unit (FPU).
- Tingkat Tunai 1.
- NEON blok untuk optimasi CPU.
- ARMv7 modul komputasi.
Ada juga yang umum berikutkomponen untuk semua core di CPU:
- Tunai L2.
- Unit kontrol inti CoreSight.
- Pengontrol bus data AMBA dengan kapasitas 128 bit.
Kemungkinan frekuensi
Frekuensi clock maksimum untuk arsitektur mikroprosesor ini dapat bervariasi dari 600 MHz hingga 3 GHz. Perlu juga dicatat bahwa parameter ini, yang menunjukkan dampak maksimum pada kinerja sistem komputasi, bervariasi. Selain itu, frekuensi dipengaruhi oleh tiga faktor sekaligus:
- Tingkat kerumitan masalah yang sedang dipecahkan.
- Tingkat optimasi perangkat lunak untuk multithreading.
- Nilai suhu kristal semikonduktor saat ini.
Sebagai contoh, pertimbangkan algoritme chip MT6582, yang didasarkan pada A7 dan mencakup 4 unit komputasi, yang frekuensinya bervariasi dari 600 MHz hingga 1,3 GHz. Dalam mode siaga, perangkat prosesor ini hanya dapat memiliki satu unit kalkulasi, dan beroperasi pada frekuensi serendah mungkin 600 MHz. Situasi serupa akan terjadi ketika aplikasi sederhana diluncurkan di gadget seluler. Tetapi ketika mainan intensif sumber daya dengan pengoptimalan untuk multithreading muncul dalam daftar tugas, semua 4 blok pemrosesan kode program pada frekuensi 1,3 GHz akan mulai bekerja secara otomatis. Saat CPU memanas, inti terpanas akan menurunkan nilai frekuensi atau bahkanmatikan. Di satu sisi, pendekatan ini memberikan efisiensi energi, dan di sisi lain, tingkat kinerja chip yang dapat diterima.
Cache
Hanya 2 level cache yang disediakan di ARM Cortex A7. Karakteristik kristal semikonduktor, pada gilirannya, menunjukkan bahwa tingkat pertama harus dibagi menjadi 2 bagian yang sama. Salah satunya harus menyimpan data, dan yang lainnya - instruksi. Total ukuran cache pada level 1 sesuai spesifikasi bisa sama dengan 64 KB. Hasilnya, kami mendapatkan 32 KB untuk data dan 32 KB untuk kode. Cache level 2 dalam hal ini akan bergantung pada model CPU tertentu. Volume terkecilnya bisa sama dengan 0 MB (yaitu, tidak ada), dan terbesar - 4 MB.
pengontrol RAM. Fitur
Pengontrol RAM bawaan hadir dengan prosesor ARM Cortex A7 apa pun. Karakteristik rencana teknis menunjukkan bahwa itu difokuskan untuk bekerja bersama dengan RAM LPDDR3. Frekuensi operasi RAM yang direkomendasikan dalam hal ini adalah 1066 MHz atau 1333 MHz. Ukuran RAM maksimum yang dapat ditemukan dalam praktik untuk model chip ini adalah 2 GB.
Grafik Terintegrasi
Seperti yang diharapkan, perangkat mikroprosesor ini memiliki subsistem grafis terintegrasi. ARM merekomendasikan penggunaan kartu grafis Mali-400MP2 miliknya dengan CPU ini. Tetapi kinerjanya seringkali tidak cukup untuk membuka potensiperangkat mikroprosesor. Oleh karena itu, perancang chip menggunakan adaptor yang lebih efisien dalam kombinasi dengan chip ini, misalnya, Power VR6200.
Fitur Perangkat Lunak
Tiga jenis sistem operasi menargetkan prosesor ARM:
- Android dari raksasa pencarian Google.
- iOS oleh APPLE.
- Windows Mobile oleh Microsoft.
Semua perangkat lunak sistem lainnya belum banyak didistribusikan. Pangsa pasar terbesar dari perangkat lunak tersebut, seperti yang Anda duga, ditempati oleh Android. Sistem ini memiliki antarmuka yang sederhana dan intuitif dan perangkat entry-level berdasarkan itu sangat, sangat terjangkau. Hingga versi 4.4 inklusif, itu 32-bit, dan sejak 5.0 mulai mendukung perhitungan 64-bit. OS ini berhasil berjalan di semua keluarga CPU RISC, termasuk ARM Cortex A7. Menu teknik adalah fitur penting lainnya dari perangkat lunak sistem ini. Dengan bantuannya, Anda dapat secara signifikan mengkonfigurasi ulang kemampuan OS. Akses ke menu ini dapat diperoleh dengan menggunakan kode yang bersifat individual untuk setiap model CPU.
Fitur penting lainnya dari OS ini adalah penginstalan semua kemungkinan pembaruan secara otomatis. Oleh karena itu, bahkan fitur baru dapat muncul pada chip keluarga ARM Cortex A7. Firmware dapat menambahkannya. Sistem kedua ditujukan untuk gadget seluler APPLE. Perangkat tersebut terutama menempati segmen premium dan memiliki tingkat kinerja dan biaya yang sesuai. OS terbaru di hadapan Windows Mobile belum menerimadistribusi besar. Ada perangkat berdasarkan itu di setiap segmen gadget seluler, tetapi sejumlah kecil perangkat lunak aplikasi dalam hal ini menghalangi distribusinya.
Model prosesor
Yang paling terjangkau dan paling tidak produktif dalam hal ini adalah chip 1-core. Yang paling luas di antara mereka adalah MT6571 dari MediaTek. Yang terbaik adalah CPU Dual Core ARM Cortex A7. Contohnya adalah MT6572 dari pabrikan yang sama. Tingkat kinerja yang lebih tinggi disediakan oleh Quad Core ARM Cortex A7. Chip paling populer dari keluarga ini adalah MT6582, yang kini bahkan dapat ditemukan di gadget mobile entry-level. Nah, tingkat kinerja tertinggi disediakan oleh prosesor sentral 8-core, yang dimiliki oleh MT6595.
Prospek pengembangan lebih lanjut
Sejauh ini Anda masih dapat menemukan perangkat seluler di rak toko berdasarkan perangkat prosesor semikonduktor berbasis 4X ARM Cortex A7. Ini adalah MT6580, MT6582 dan Snapdragon 200. Semua chip ini mencakup 4 unit komputasi dan memiliki tingkat efisiensi energi yang sangat baik. Juga, biaya dalam hal ini sangat, sangat sederhana. Tapi tetap saja, masa terbaik arsitektur mikroprosesor ini sudah terlewati. Puncak penjualan produk berbasis itu jatuh pada 2013-2014, ketika hampir tidak ada alternatif di pasar gadget seluler. Selain itu, dalam hal ini kita berbicara tentang perangkat anggaran dengan 1 atau 2modul komputasi, dan dengan gadget unggulan dengan CPU 8-inti. Saat ini, secara bertahap dipaksa keluar dari pasar oleh Cortex A53, yang pada dasarnya adalah versi A7 64-bit yang dimodifikasi. Pada saat yang sama, dia mempertahankan keunggulan utama dari pendahulunya sepenuhnya dan sepenuhnya, dan masa depan pasti miliknya.
Pendapat para ahli dan pengguna. Ulasan nyata tentang chip berdasarkan arsitektur ini. Kekuatan dan kelemahan
Tentu saja, kemunculan arsitektur perangkat mikroprosesor ARM Cortex A7 telah menjadi peristiwa penting bagi dunia perangkat seluler. Bukti terbaiknya adalah bahwa perangkat berdasarkan itu telah berhasil dijual selama lebih dari 5 tahun. Tentu saja, sekarang kemampuan CPU berbasis A7 tidak lagi cukup bahkan untuk menyelesaikan tugas tingkat menengah, tetapi kode program paling sederhana pada chip tersebut masih berfungsi dengan baik. Daftar perangkat lunak tersebut termasuk pemutaran video, mendengarkan rekaman audio, membaca buku, menjelajahi web, dan bahkan mainan paling sederhana dalam hal ini akan dimulai tanpa masalah. Inilah yang menjadi fokus portal tematik terkemuka yang didedikasikan untuk gadget dan perangkat seluler, baik pakar terkemuka semacam ini maupun pengguna biasa. Kerugian utama dari A7 adalah kurangnya dukungan untuk komputasi 64-bit. Nah, keunggulan utamanya termasuk kombinasi sempurna antara efisiensi energi dan kinerja.
Hasil
Tentu saja, arsitektur ARM Cortex A7 adalah keseluruhanera di dunia perangkat seluler. Dengan kemunculannya, perangkat seluler menjadi terjangkau dan cukup produktif. Dan fakta bahwa itu telah berhasil dijual selama lebih dari 5 tahun adalah konfirmasi lain dari ini. Namun jika dulu gadget berbasiskan itu menduduki segmen pasar menengah dan premium, kini hanya tersisa di kelas budget. Arsitektur ini sudah ketinggalan zaman dan secara bertahap menjadi sesuatu dari masa lalu.
