Cortex-A 系列处理器_cortex a7 64位

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Cortex-A 系列处理器是一系列处理器，支持ARM32或64位指令集，向后完全兼容早期的ARM处理器，包括从1995年发布的ARM7TDMI处理器到2002年发布的ARMll处理器系列。

中文名

Cortex-A 系列处理器

技    术

单核或多核

字    长

32位或64位

目录

1. 1 简介
2. 2 技术特点
3. ▪ 高性能
4. ▪ 多核技术
5. ▪ 高级扩展
6. 3 产品应用

1. 4 Cortex-A5 处理器
2. 5 Cortex-A7 处理器
3. 6 Cortex-A8 处理器

1. 7 Cortex-A9处理器
2. 8 Cortex-A15 处理器
3. 9 Cortex-A57

1. 10 Cortex-A72处理器
2. 11 应用

简介

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32位RISCCPU开发领域中不断取得突破，其设计的微处理器结构已经从v3发展到现在的v7。Cortex系列处理器是基于ARMv7架构的，分为Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三类。由于应用领域的不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同。基于v7A的称为“Cortex-A系列。高性能的Cortex-A15、可伸缩的Cortex-A9、经过市场验证的Cortex-A8处理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5处理器均共享同一体系结构，因此具有完整的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2指令集。

Cortex-A15和Cortex-A7都支持ARMv7A体系结构的扩展，从而为大型物理地址访问和硬件虚拟化以及启用big.LITTLE处理的AMBA4ACE一致性提供支持。

技术特点

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ARMv7包括3个关键要素：NEON单指令多数据(SIMD)单元、ARMtrustZone安全扩展、以及thumb2指令集，通过16位和32位混合长度指令以减小代码长度。

高性能

Cortex-A 设备可为其目标应用领域提供各种可伸缩的能效性能点。一些说明示例如下：

Cortex-A15 ，可为新一代移动基础结构应用和要求苛刻的无线基础结构应用提供性能最高的解决方案 Cortex-A7，可采用独立、多核配置实现，提供 800 MHz - 1.2 GHz 的典型频率，也可以与 Cortex-A15 结合用于 big.LITTLE 处理 Cortex-A9 实现，可提供 800 MHz - 2 GHz 的标准频率，每个内核可提供 5000 DMIPS 的性能 Cortex-A8 单核解决方案，可提供经济有效的高性能，在 600 MHz - 1 GHz 的频率下，提供的性能超过 2000 DMIPS Cortex-A5 低成本实现，在 400- 800 MHz 的频率下，提供的性能超过 1200 DMIPS。

多核技术

Cortex-A5、 [1]  Cortex-A7、Cortex-A9 和 Cortex-A15 处理器都支持 ARM 的第二代多核技术

单核到四核实现，支持面向性能的应用领域 支持对称和非对称的操作系统实现 通过加速器一致性端口 (ACP) 在导出到系统的整个处理器中保持一致性 Cortex-A7 和 Cortex-A15 将多核一致性扩展至 AMBA4 ACE 的 1~4 核群集以上（AMBA 一致性扩展）

高级扩展

除了具有与上一代经典 ARM 和 Thumb® 体系结构的二进制兼容性外，Cortex-A 类处理器还通过以下技术扩展提供了更多优势

Thumb-2，提供最佳代码大小和性能 TrustZone 安全扩展，提供可信计算 Jazelle 技术，提高执行环境（如 Java、.Net、MSIL、Python 和 Perl）速度。

产品应用

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ARM公司的Cortex-A系列处理器适用于具有高计算要求、运行丰富操作系统以及提供交互媒体和图形体验的应用领域。从最新技术的移动Internet必备设备（如手机和超便携的上网本或智能本）到汽车信息娱乐系统和下一代数字电视系统。也可以用于其他移动便携式设备，还可以用于数字电视、机顶盒、企业网络、打印机和服务器解决方案。这一系列的处理器具有高效低耗等特点，比较适合配置于各种移动平台。

虽然Cortex-A处理器正朝着提供完全的Internet体验的方向发展，但其应用也很广泛，包括：

Cortex-A5 处理器

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ARM Cortex™-A5 处理器是能效最高、成本最低的处理器，能够向最广泛的设备提供 Internet 访问：从入门级智能手机、低成本手机和智能移动终端到普遍采用的嵌入式、消费类和工业设备。

Cortex-A5 处理器可为现有 ARM926EJ-S™ 和 ARM1176JZ-S™ 处理器设计提供很有价值的迁移途径。它可以获得比 ARM1176JZ-S 更好的性能，比 ARM926EJ-S 更好的功效和能效以及 100% 的 Cortex-A 兼容性。

这些处理器向特别注重功耗和成本的应用程序提供高端功能，其中包括：

多重处理功能，可以获得可伸缩、高能效性能

用于媒体和信号处理的可选浮点或 NEON™单元

与 Cortex-A8、Cortex-A9 和经典 ARM 处理器的完全应用兼容性

高性能内存系统，包括高速缓存和内存管理单元

Cortex-A7 处理器

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ARM Cortex™-A7 MPCore™ 处理器是 ARM 迄今为止开发的最有效的应用处理器，它显著扩展了 ARM 在未来入门级智能手机、平板电脑以及其他高级移动设备方面的低功耗领先地位。

Cortex-A7 处理器的体系结构和功能集与 Cortex-A15 处理器完全相同，不同这处在于，Cortex-A7 处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效，因此这两种处理器可在 big.LITTLE配置中协同工作，软件可以在高能效 Cortex-A7 处理器上运行 也可以在需要时在高性能 Cortex-A15 处理器上运行 无需重新编译, [2]  从而提供高性能与超低功耗的终极组合。

作为独立处理器，单个 Cortex-A7 处理器的能源效率是 ARM Cortex-A8 处理器（支持如今的许多最流行智能手机）的 5 倍，性能提升 50%，而尺寸仅为后者的五分之一。

Cortex-A7 可以使 2013-2014 年期间低于 100 美元价格点的入门级智能手机与 2010 年 500 美元的高端智能手机相媲美。这些入门级智能手机在发展中世界将重新定义连接和 Internet 使用。

该处理器与其他 Cortex-A 系列处理器完全兼容并整合了高性能 Cortex-A15 处理器的所有功能，包括虚拟化、大物理地址扩展 (LPAE) NEON 高级 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性。

最佳的功效和占用空间，可作为独立的应用处理器 性能高于 2011 年主流智能手机 CPU 性能提升高达 20% 而功耗降低 60%AMBA 4 ACE 一致性接口支持大小 CPU 群集之间 20us 以下的上下文迁移

Cortex-A8 处理器

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ARMCortex-A8处理器是一款适用于复杂操作系统及用户应用的应用处理器，其结构如图所示。支持智能能源管理(IEM，IntelligentEnergyManger)技术的ARMArtisan库以及先进的泄漏控制技术，使得Cortex-A8处理器实现了非凡的速度和功耗效率在65nm上艺下，ARMcortex-A8处理器的功耗不到300mW，能够提供高性能和低功耗它第一次为低费用、高容量的产品带来了台式机级别的性能

A8处理其结构

Cortex-A8处理器是第一款基于下一代ARMv7架构的应用处理器，使用了能够带来更高性能、更低功耗和更高代码密度的Thumb-2技术它首次采用了强大的NEON信号处理扩展集，为H.264和MP3等媒体编解码提供加速

Cortex-A8的解决方案还包括Jazelle-RCTJava加速技术，对实时(JIT)和动态调整编译(DAC)提供最优化，同时减少内存占用空间高达3倍该处理器配置了先进的超标量体系结构流水线，能够同时执行多条指令，并且提供超过2.0DMIPS/MHz的性能处理器集成了一个可调尺寸的二级高速缓冲存储器，能够同高速的16KB或者32KB一级高速缓冲存储器一起工作，从而达到最快的读取速度和最大的吞吐量新处理器还配置了用于安全交易和数字版权管理的TrustZone技术，以及实现低功耗管理的IEM功能

Cortex-A8处理器使用了先进的分支预测技术，并且具有专用的NEON整型和浮点型流水线进行媒体和信号处理在使用小于4mm2的硅片及低功耗的65nm工艺的情况下，Cortex-A8处理器的运行频率将高于600MHz(不包括NEON追踪技术和二级高速缓冲存储器)在高性能的90nm和65nm工艺下，Cortex-A8处理器运行频率最高可达1GHz，能够满足高性能消费产品设计的需要。

Cortex-A9处理器

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ARM Cortex™-A9 处理器提供了史无前例的高性能和高能效，从而使其成为需要在低功耗或散热受限的成本敏感型设备中提供高性能的设计的理想解决方案。 它既可用作单核处理器，也可用作可配置的多核处理器，同时可提供可合成或硬宏实现。该处理器适用于各种应用领域，从而能够对多个市场进行稳定的软件投资。

与高性能计算平台消耗的功率相比，ARM Cortex-A9 处理器可提供功率更低的卓越功能，其中包括：

无与伦比的性能，2GHz 标准操作可提供 TSMC 40G 硬宏实现

以低功耗为目标的单核实现，面向成本敏感型设备

利用高级 MPCore 技术，最多可扩展为 4 个一致的内核

可选 NEON™ 媒体和/或浮点处理引擎

Cortex-A15 处理器

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ARM Cortex™-A15 MPCore™ 处理器是性能高且可授予许可的处理器。它提供前所未有的处理功能，与低功耗特性相结合，在各种市场上成就了卓越的产品，包括智能手机、平板电脑、移动计算、高端数字家电、服务器和无线基础结构。Cortex-A15 MPCore 处理器提供了性能、功能和能效的独特组合，进一步加强了 ARM 在这些高价值和高容量应用细分市场中的领导地位。

Cortex-A15 MPCore 处理器是 Cortex-A 系列处理器的最新成员，确保在应用方面与所有其他获得高度赞誉的 Cortex-A 处理器完全兼容。这样，就可以立即访问已得到认可的开发平台和软件体系，包括 Android™、Adobe® Flash® Player、Java Platform Standard Edition (Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian 和 Ubuntu 以及 700 多个 ARM Connected Community™ 成员，这些成员提供应用软件、硬件和软件开发工具、中间件以及 SoC 设计服务。

Cortex-A15 MPCore 处理器具有无序超标量管道，带有紧密耦合的低延迟 2 级高速缓存，该高速缓存的大小最高可达 4MB。浮点和 NEON™ 媒体性能方面的其他改进使设备能够为消费者提供下一代用户体验，并为 Web 基础结构应用提供高性能计算。

预计 Cortex-A15 MPCore 处理器的移动配置所能提供的性能是当前的高级智能手机性能的五倍还多。在高级基础结构应用中，Cortex-A15 的运行速度最高可达 2.5GHz，这将支持在不断降低功耗、散热和成本预算方面实现高度可伸缩的解决方案。

Cortex-A57

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cortex-a57是ARM针对2013年、2014年和2015年设计起点的CPU产品系列的旗舰级CPU，它采用armv8-a架构，提供64位功能，而且通过Aarch32执行状态，保持与ARMv7架构的完全后向兼容性。在高于4GB的内存广泛使用之前，64位并不是移动系统真正必需的，即便到那时也可以使用扩展物理寻址技术来解决，但尽早推出64位，可以实现更长、更顺畅的软件迁移，让高性能应用程序能够充分利用更大虚拟地址范围来运行内容创建应用程序，例如视频编辑、照片编辑和增强现实。新架构可以运行64位操作系统，并在操作系统上无缝混合运行32位和64位应用程序。ARMv8架构可以实现状态之间的轻松转换。

除了ARMv8的架构优势之外，Cortex-A57还提高了单个时钟周期性能，比高性能的Cortex-A15CPU高出了20%至40%。它还改进了二级高速缓存的的设计以及内存系统的其他组件，极大的提高了能效。Cortex-A57将为移动系统提供前所未有的高能效性能水平，而借助big.LITTLE，SoC能以很低的平均功耗做到这一点。

Cortex-A72处理器

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Cortex-A72是ARM性能最出色、最先进的处理器。于2015年年初正式发布的Cortex-A72是基于ARMv8-A架构、并构建于Cortex-A57处理器在移动和企业设备领域成功的基础之上。在相同的移动设备电池寿命限制下，Cortex-A72能相较基于Cortex-A15的设备提供3.5倍的性能表现，展现优异的整体功耗效率。

Cortex-A72的强化性能和功耗水平重新定义了2016年高端设备为消费者带来的丰富连接和情境感知（context-aware）的体验，这些高端设备涵盖高阶的智能手机、中型平板电脑、大型平板电脑、翻盖式笔记本、一直到外形规格可变化的移动设备。未来的企业基站和服务器芯片也能受惠于Cortex-A72的性能，并在其优异的能效基础上，在有限的功耗范围内增加内核数量，提升工作负载量。

Cortex-A72可在芯片上单独实现，也可以搭配Cortex-A53处理器与ARMCoreLinkTMCCI高速缓存一致性互连（CacheCoherentInterconnect）构成ARMbig.LITTLETM配置，进一步提升能效。

Cortex-A72是目前基于ARMv8-A架构处理器中性能最高的处理器。它再次展现了ARM在处理器技术的领先地位，在提升新的性能标准之余，同时大幅降低功耗，可广泛地扩展应用于移动与企业设备。

智能手机是目前大众主要的计算平台，提供使用者随时随地创造、强化以及使用内容的功能。拟真且复杂的图像与视频捕捉、主机级游戏般的性能、用来进行文档与办公应用流畅处理的生产力套件等，这些需求促使Cortex-A72如此高端性能的处理器面市，执行这些服务的设备被要求在更轻薄、更时尚的外形设计之下，必须全天候处理日益增长的CPU和GPU工作负载，这使得制造商不得不将精力用在寻找高能效的处理器内核。在智能手机、平板电脑、甚至是大尺寸的移动设备，Cortex-A72能通过出色的能效与内存系统，提功绝佳的用户体验。将Cortex-A72与Cortex-A53处理器以ARMbig.LITTLE™（大小核）处理器进行配置，可以扩展整体的性能与效率表现。

应用

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Cortex-A72是ARM性能最出色的处理器，专为在ARM低功耗架构下要求高效能的各种设备所设计。

其目标应用市场包括：高端智能手机、大屏幕的移动设备、企业网路设备、服务器、无线基台、数字电视