ARM Cortex—A72來(lái)襲

張三

移動(dòng)處理器的進(jìn)步一直都備受玩家和業(yè)界的關(guān)注。ARM在之前推出了全新的CorteX-A72架構(gòu)，希望借此一改Cortex-A53推出后高熱、高功耗的態(tài)勢(shì)，再次將移動(dòng)SoC的性能推向新的巔峰。經(jīng)過各家廠商長(zhǎng)時(shí)間的努力，采用Cortex-A72架構(gòu)的處理器逐漸變多，搭載各家處理器的手機(jī)也開始逐漸上市。那么，目前已經(jīng)推出或是即將推出的Corfex-A72架構(gòu)有哪些？又有哪些使用了Cortex-A72架構(gòu)處理器的手機(jī)值得挑選呢？

從ARM的架構(gòu)發(fā)展歷程來(lái)看，Cortex-A57算是一款失敗的架構(gòu)。其過于龐大的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的設(shè)計(jì)，以及沒有充分預(yù)估到新制程性能表現(xiàn)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，最終使得幾乎所有使用Cortex-A57的處理器都出現(xiàn)了高發(fā)熱、高溫度的情況。其中典型產(chǎn)品就是驍龍810，這款采用big.LITTLE架構(gòu)的四核Cortex-A57+四核Cortex-A53的SoC，由于過高的功耗，在手機(jī)中稍微滿負(fù)荷運(yùn)載一小段時(shí)間后，頻率就會(huì)不斷降低直到溫度恢復(fù)至閥值以下，同時(shí)損失大量的性能。鑒于此，ARM不得不加緊研發(fā)，很快就推出了全新的Cortex-A72架構(gòu)用于替代Cortex-A57，占據(jù)高端性能的地位。

相比Cortex-A57，Cortex-A72在整體性能表現(xiàn)更為出色的同時(shí)，針對(duì)功耗做出了優(yōu)化，ARM官方宣稱其在相同工藝、提供相同性能輸出的情況下，Cortex-A72的功耗只有Cortex-A57的一半左右。在它推出后，包括高通、華為、聯(lián)發(fā)科等都紛紛開始基于Cortex-A72架構(gòu)研發(fā)處理器，并在近期內(nèi)推出了多款產(chǎn)品。

Cortex-A72的架構(gòu)變化

在本刊之前的內(nèi)容中，我們介紹了有關(guān)Cortex-A72架構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容。包括其相對(duì)Cortex-A57 3.5倍性能的具體數(shù)據(jù)來(lái)源以及架構(gòu)的改進(jìn)部分內(nèi)容。如果有興趣了解這部分內(nèi)容的讀者，可以參看2015年5月下的《全面革新——ARMCortex-A72架構(gòu)深度解析》—文，在這里我們只對(duì)Cortex-A72的架構(gòu)改進(jìn)給予簡(jiǎn)單的介紹。

首先，Cortex-A72的分支預(yù)測(cè)大大加強(qiáng)。Cortex-A72采用了全新的分支預(yù)測(cè)單元和新的、更復(fù)雜的分支預(yù)測(cè)算法，相比COrtex-A57，COrtex-A72的錯(cuò)誤預(yù)測(cè)降低了50%，投機(jī)行為發(fā)生的概率降低了25%。

其次，Cortex-A72在解碼方面的改進(jìn)包含增加解碼器的有效帶寬，加入了對(duì)高性能高級(jí)SlMD/FP單元，增加對(duì)AArch64指令融合的增強(qiáng)，對(duì)FP rounding-mode指令的加速，以及在功耗方面全面優(yōu)化整個(gè)解碼器的功耗方案。

第三，指令分派和回收單元方面，Cortex-A72將分派單元寬度從之前3-wide增加至5-wide，配合解碼單元的優(yōu)化，可以提升每周期執(zhí)行效率。Cortex-A72還降低了多余的寄存器文件訪問。此外，指令單元架構(gòu)和寄存器結(jié)構(gòu)都經(jīng)過了重新優(yōu)化，降低了面積和冗余部分，提高了能耗比。

最后，Cortex-A72還帶來(lái)了諸如新一代的浮點(diǎn)和高級(jí)SIMD單元、全新調(diào)整的issue-queue的負(fù)載平衡、延遲降低至只需要一個(gè)周期的CRC單元等。緩存方面包括L1和L2緩存引入了新的復(fù)雜預(yù)取功能、更新了L2的緩存替換方案、降低了L2 TLB部分的延遲、增強(qiáng)了可配置性等。值得一提的是，上述所有的單元都涉及到了大量的性能和功耗方面的優(yōu)化。

所有優(yōu)化集合在一起，使得Cortex-A72相比Cortex-A57在性能功耗比方面取得了極為明顯的進(jìn)步，也順理成章的成為了2016年最熱門的處理器架構(gòu)。

采用Cortex-A72架構(gòu)的主流處理器一覽

由于Cortex-A72優(yōu)秀的架構(gòu)特性，因此很多廠商都使用Cortex-A72作為其2016年主推產(chǎn)品的架構(gòu)，下面就來(lái)看看這些處理器各自的規(guī)格以及特性吧。

麒麟950：華為當(dāng)家花旦

華為是國(guó)內(nèi)少數(shù)可以給出移動(dòng)設(shè)備整體解決方案的廠商，在自研SoC上也有頗深的功力。2016年華為的當(dāng)家產(chǎn)品就是麒麟950處理器了。這款產(chǎn)品采用的是四核心Cortex-A72搭配四核心Cortex-A53的big.LlTTLE方案，制程采用了TSMC的16nmFinFET。其中Cortex-A72的主頻最高可達(dá)2.3G Hz，Cortex-A53則為1.8GHz。內(nèi)存方面，這款處理器支持LPDDR3或者LPDDR4，2個(gè)32bit雙通道設(shè)計(jì)。集成的GPU為Mali-T880MP4，頻率為900MHz，不算很強(qiáng)但也足夠使用。視頻編解碼方面，麒麟950支持H.2641080p@60Hz的編解碼，支持HEVC 2160p@30Hz的解碼。由于華為自有通訊技術(shù)，因此麒麟950使用了華為自家的霸龍基帶，支持CAT.6 LTE，雖然沒有之前測(cè)試爆出的CAT.10那樣強(qiáng)悍，但也完全可以滿足用戶需求了。

除了規(guī)格，在功耗表現(xiàn)上，使用了Cortex-A72的麒麟950究竟好不好呢？根據(jù)外媒的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，麒麟950的表現(xiàn)的確很出色，麒麟950四核心全開的功耗大約為3.7W，和制程接近但是頻率略低的三星Exynos 7420的5.5W相比低了不少（Exynos 7420采用的是三星14nm制程，四核Cortex-A57搭配四核Cortex-A53的big.LITTLE架構(gòu)），甚至和八核心Cortex-A53的麒麟935相比功耗也并沒有太大的提升（麒麟935采用28nm制程，核心全開滿載功耗約為3.3W）。總的來(lái)看，麒麟950是目前Cortex-A72處理器中在功耗和性能上控制得相當(dāng)出色的產(chǎn)品。

華為沒有推出過Cortex-A57架構(gòu)的SoC，就是考慮到Cortex-A57的功耗不好控制。之前流傳的麒麟930將使用四核Cortex-A57搭配Cortex-A53的方案，最終也改為了四核Cortex-A53e（增強(qiáng)高頻版Cortex-A53）搭配四核Cortex-A53的方案，繞過了Cortex-A57這個(gè)“大坑”。現(xiàn)在，華為推出的麒麟950在Cortex-A72的加持下，在性能、功耗、通訊等方面表現(xiàn)都非常均衡，成為目前市場(chǎng)上相當(dāng)值得選購(gòu)的SoC之一，值得重點(diǎn)關(guān)注。endprint

型號(hào)：麒麟950

工藝：TSMC 16nm FinFET

架構(gòu)：4×Cortex-A72@2.3GHz+4×Cortex-A53@1.8GHz，big.LITTLE

GPU：Mali-

T880MP4@900MHz

跑分成績(jī)（GeekBench）：?jiǎn)尉€程約1800分；多線程約6200分代表機(jī)型：華為Mate 8

驍龍650和驍龍652：高通中端頂梁柱

高通作為全球最大的移動(dòng)SoC廠商，旗下產(chǎn)品一直以來(lái)都頗受關(guān)注。這一次，高通一口氣推出了兩款基于Cortex-A72的處理器，型號(hào)分別是驍龍650和驍龍652。

驍龍650是一款六核心產(chǎn)品，它使用2個(gè)Cortex-A72搭配4個(gè)COrtex-A53核心，GPU采用的是Adreno 510。驍龍652則是一款八核心產(chǎn)品，使用74個(gè)Cortex-A72搭配4個(gè)Cortex-A53核心，GPU采用的也是Adreno 510。兩者都支持雙通道LPDDR3 933MHz的內(nèi)存。需要注意是，驍龍650和驍龍652都采用的是28nm工藝，雖然在功耗表現(xiàn)上28nm是不如16nm的，但是高通選擇的是28nm工藝的最頂級(jí)版本——28nm HPM（HighPerformance Mobile）并控制了頻率。由于沒有采用全新工藝，為了降低功耗，驍龍650和驍龍652的頻率設(shè)定都比較低。驍龍650和驍龍652的Cortex-A72最高頻率為1.8G Hz，Cortex-A53的最高頻率為1.2GHz。不過對(duì)于一款定位中端的SOC來(lái)說(shuō)，Cortex-A72搭配1.8GHz的頻率也完全可以滿足使用需求了。

在通訊能力方面，驍龍650和驍龍652都、采用了高通“世界模”基帶芯片，支持CAT.7 LTE，最高300M bps的下載速度，兼容LTDFDD和LTE TDD、WCMDA、TD-SCDMA、CMDA 1X等網(wǎng)絡(luò)規(guī)格，表現(xiàn)極為出色。

總的來(lái)看，驍龍650和驍龍652都是目前主流的移動(dòng)SoC，其均衡的表現(xiàn)和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力使得很多廠商都利用其打造中端產(chǎn)品，整體性價(jià)比表現(xiàn)令人滿意。

型號(hào)：驍龍650

工藝：TSMC 28nm HPM

架構(gòu)：2×Cortex-

A72@1.8GHz+4×Corfex-

A53@1.2GHz，big.LlTTLE

GPU：Adreno 510

跑分成績(jī)（GeekBench）：?jiǎn)尉€程約1500分；多線程約3500分

代表機(jī)型：紅米NOte 3

型號(hào)：驍龍652

工藝：TSMC 28nm HPM

架構(gòu)：4×Cortex-A72@1.8GHz+4×Cortex-A53@1.2GHz，big.LlTTLE

GPU：Adreno 510

跑分成績(jī)（GeekBench）：?jiǎn)尉€程約1500分；多線程約5200分代表機(jī)型：三星Galaxy A9

Heilo X20 MT6797：聯(lián)發(fā)科主打新星

聯(lián)發(fā)科的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上往往會(huì)有獨(dú)到之處。這次主推的MT6797（型號(hào)為Heilo X20）又拿出了Tri-ClUSter這樣的方案，堪稱業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。

所謂Tri-Cluster，是指聯(lián)發(fā)科將處理器內(nèi)部核心分為三個(gè)集群，一個(gè)集群負(fù)責(zé)最高性能，另一個(gè)負(fù)責(zé)中等需求，最后則是節(jié)能需求了。聯(lián)發(fā)科宣稱，相比big.LlTTLE架構(gòu)，Tri-Cluster的切換更平滑，使用體驗(yàn)更好。當(dāng)然，Tri-Clusterf吏用了如此多的集群的結(jié)果就是處理器核心數(shù)量暴漲，成為業(yè)內(nèi)首款十核心移動(dòng)SoC。

MT6797擁有的十個(gè)核心分別是：2個(gè)Cortex-A72高性能核心，最高運(yùn)行頻率高達(dá)2.5GHz（也有2.7GHz一說(shuō)，但應(yīng)該達(dá)不到如此高頻）；4個(gè)Cortex-A53核心，最高運(yùn)行頻率為2.0G Hz；4個(gè)Cortex-A53核心，運(yùn)行在最高1.4GHz的低頻率上。在內(nèi)存方面.MT6797搭配的是雙通道LPDDR3 933Hz，GPU則是Mali-T880M P4核心。這款SoC在制程上使用的是TSMC 20nm工藝，考慮其Cortex-A72的高頻率，20nm工藝表現(xiàn)如何還難以評(píng)價(jià)。網(wǎng)絡(luò)方面，其可以支持最高CAT.6的網(wǎng)絡(luò)規(guī)格，還加入了CDMA支持。

不過令人遺憾的是，目前尚未明確有哪款手機(jī)使用MT6797處理器。一些業(yè)內(nèi)小道消息顯示，MT6797可能存在比較嚴(yán)重的過熱問題。因此諸如vivo、HTC、小米等廠商都還處于觀望過程。相信隨著聯(lián)發(fā)科進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、調(diào)整規(guī)格，MT6797還是有望出現(xiàn)在許多定位中端的手機(jī)產(chǎn)品上的。

型號(hào)：Heli0 X20 MT6797

工藝：TSMC 20nm

架構(gòu)：2×Cortex-A72@2.5GHz+4×COrtex-A53@2.0GHz+4×Cortex-A53@1.2GHz，Tri-Clusfer

GPU：Mali-T880MP4

跑分成績(jī)（GeekBench）：?jiǎn)尉€程約2100分；多線程約7000分

代表機(jī)型：暫無(wú)

應(yīng)該買哪款？

Cortex-A72手機(jī)推薦

俗話說(shuō)買新不買舊，如果你最近正好有購(gòu)買新手機(jī)的打算，那么選擇配備了更高性能、更低功耗的Cortex-A72處理器的產(chǎn)品是非常明智的，我們也挑選了幾款已經(jīng)上市或是即將上市Cortex-A72手機(jī)，下面就一起來(lái)看看吧。endprint