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異構運算的ARM MP!big.LITTLE介紹
實際上,我們可以把Cortex A15理解為ARM架構在運算能力上的重大提昇,或者說是ARM之前跟Intel的X86理器“較真”後的成品。ARM目前雄心勃勃,甚至要涉足服務器市場,A15則可以看作是在這方面的第一步,只不過Cortex A15面向的是智能手機和平板機市場,最終將取代Cortex A9。
A15要比A9更為強大,在高負載下,Cortex A15將可能比A9更為節能——A15核心在執行任務時盡管需要比A9更多的功耗,不過在完成任務後轉入休眠狀態的切換過程要比A9短得多,因此A15芯片的平均能耗將比A9低不少。
ARM在跟Intel“對陣”時多次高調支持,亂序執行的微處理器架構在執行對運算能力要求並不高的移動設備任務時效率非常低。Cortex A15作為亂序執行架構一員也自然未能“免俗”,因此ARM推出了低功耗的A7跟它協作——當智能手機在你口袋中處於待機狀態時,只有A7核心在運行。
盡管ARM宣稱Cortex A7核心也可以單獨運行(意為離開了A15也能單獨做成芯片),但是ARM合作廠商可能更傾向於將A7跟A15集成在一起,也就是所謂的big.LITTLE方案。
由於A7跟A15核心均能支持ARM的指令集,所以任何應用都可以在兩種核心上運行,上面的圖示顯示,在一顆SoC芯片內同時搭載了A15核心和A7核心,不過在操作系統看來,這顆SoC只是擁有兩顆核心——並沒有把二者區分開來,而區分二者的是ARM的能源管理固件——它能根據任務負載的不同激活不同的核心,此外,高速緩存一致性的設計也讓兩種核心之間的任務切換更為平滑——ARM宣稱兩種核心之間的切換延遲僅為20毫秒。
如果一切是像ARM描述的那樣,big.LITTLE方案可謂是完美的,正如Nvidia承諾的Kal-EI那樣完美。
● 核心
ARM的Cortex A7核心將被采用在未來的1-4核心的SoC中,當然除此以外的主要計算核心就是Cortex A15了。ARM的心情顯然很急切,它期望在明年底,100美元以下的智能手機身上能出現40nm的A7,雙核版的A7芯片顯然能讓廠商將智能手機成本控制在100美元以下,而在價格更為敏感的新興市場上,ARM將可能提供更廉價的單核Cortex A7。一切順利的話,在2013年,入門級的智能手機都將是雙核心的,當然這裡是指雙核A7。
盡管A7芯片的最重要歸宿在於在28nm制程時跟高性能A15聯合使用,不過受制於制造成本,40nm的A7或許將在市場存在一段時間。
● 總結
顯然Cortex A7的描述讓人非常興奮,因此它意味著未來的智能手機不僅能實現更強的運算能力,同時還可以具有更長的續航時間。盡管有些芯片廠商在異構計算方面已經吵鬧了多年,但那些在Cortex A7面前。