MDO芯片組簡介PPT課件

1、2011年 8 月 03 日 MDO芯片組簡介 芯片組芯片組簡介簡介 MDO芯片組簡介 前言 背景簡介 Cotex-A家族 硬件指標(biāo)PK（一） 硬件指標(biāo)PK（二） 硬件指標(biāo)PK（三） 總結(jié) MDO芯片組簡介 移動設(shè)備的CPU更新?lián)Q代的速度已經(jīng)邁進(jìn)了一個日新 月異的階段，去年的Cortex-A8處理器將移動芯片的工 作頻率帶到了1GHz的時代，而今年，全新的Cortex-A9 處理器則直接讓手機(jī)、平板電腦這些便攜式移動設(shè)備 邁入了雙核CPU的紀(jì)元。 今天我們主要就是要來了解一下Cortex-A8/ Cortex-A9這兩代架構(gòu)的處理器有什么實(shí)質(zhì)上的區(qū)別， Cortex-A9又會對移動設(shè)備的性能表

2、現(xiàn)帶來什么樣的提 升。 當(dāng)然，從純粹的技術(shù)角度對兩款處理器進(jìn)行深入 了解需要極為豐富的專業(yè)知識，不僅晦澀難懂，而且 比較枯燥，今天我們就盡量深入淺出，用最直白的介 紹和大家一起分享兩款處理器的對比結(jié)果。 MDO芯片組簡介 在了解Cortex-A8/ Cortex-A9這兩款架構(gòu)的處理器之前，我們先來簡單 了解一下他們的背景。Cortex-A8/ Cortex-A9都是來自AMR公司的處理 器解決方案，把Cortex-A8/ Cortex-A9這兩款產(chǎn)品作為CPU的架構(gòu)來說 ，更容易理解。 也就是說，最終出現(xiàn)在產(chǎn)品中的CPU可能來自我們熟知的幾個芯 片大廠，比如三星、TI（德州儀器）、高通、NV

3、IDIA、瑞芯微，但是 都同屬于Cortex-A8或者 Cortex-A9架構(gòu)。 再來說回AMR公司?！癆MR”可能對于大部分手機(jī)產(chǎn)品讀者來說比較 耳熟。這個公司總部位于英國劍橋，成立于1990年，是全球領(lǐng)先的半 導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)提供商。 AMR公司一般不提供芯片成品，而是將技術(shù)專利授權(quán)其他廠商生 產(chǎn)。目前，AMR公司已經(jīng)向全球多家公司出售了不同型號的600多個 處理器生產(chǎn)許可證。 MDO芯片組簡介 ARM公司的Cortex-A系列處理器應(yīng)用非常廣泛，不僅可以用于手機(jī)、平板電腦及其他移動便攜式設(shè)備，還可以用于數(shù) 字電視、機(jī)頂盒、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、打印機(jī)和服務(wù)器解決方案。這一系列的處理器具有高效低耗等特點(diǎn)，

4、比較適合配置于 各種移動平臺。 目前，Cortex-A系列有三款主流的解決方案：Cortex-A5、Cortex-A8、Cortex-A9。下面就讓我們簡單了解一下這 三款架構(gòu)各自具備什么特點(diǎn)。 Cortex-A5：性價比最高的處理器解決方案，高性能低成本。支持雙核技術(shù)。 Cortex-A8：將移動芯片工作頻率提升至1GHz的水平，支持低耗電技術(shù)，單核處理器解決方案。 Cortex-A8是第一款基于ARMv7架構(gòu)的應(yīng)用處理器，使用了能夠帶來更高性能、功耗效率和代碼密度的Thumb-2 技術(shù)。它首次采用了強(qiáng)大的NEONTM信號處理擴(kuò)展集，對H.264和MP3等媒體編解碼提供加速。Cortex-A

5、8解決方案還 包括Jazelle-RCT Java加速技術(shù)，對實(shí)時(JIT)和動態(tài)調(diào)適編譯(DAC)提供最優(yōu)化，同時減少內(nèi)存占用空間高達(dá)三倍。此外 ，新處理器還配置了用于安全交易和數(shù)字版權(quán)管理的TrustZone技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)低功耗管理的IEM功能。 Cortex-A9：主流雙核處理器架構(gòu)，脫胎于上一代的Cortex-A8平臺，擁有更高的計算能力和更低的功耗。目前市面上 的雙核處理器移動便攜式產(chǎn)品均采用Cortex-A9解決方案。 Cortex-A9處理器能與其他Cortex系列處理器以及廣受歡迎的ARM MPCore技術(shù)兼容，因此能夠很好延用包括操作 系統(tǒng)/實(shí)時操作系統(tǒng)（OS/RTOS）、中間

6、件及應(yīng)用在內(nèi)的豐富生態(tài)系統(tǒng)，從而減少采用全新處理器所需的成本。通過 首次利用關(guān)鍵微體系架構(gòu)方面的改進(jìn)，Cortex-A9 處理器提供了具有高擴(kuò)展性和高功耗效率的解決方案。利用動態(tài)長 度、八級超標(biāo)量結(jié)構(gòu)、多事件管道及推斷性亂序執(zhí)行（ Speculative out-of-order execution），它能在頻率超過1GHz 的設(shè)備中，在每個循環(huán)中執(zhí)行多達(dá)四條指令，同時還能減少目前主流八級處理器的成本并提高效率。 了解ARM公司Cortex-A系列處理器不同產(chǎn)品的定位有助于我們在整體上對Cortex-A8、Cortex-A9兩款處理器的性能表 現(xiàn)有一個大概的間接認(rèn)識。 MDO芯片組簡介 Cor

7、tex-A8/Cortex-A9硬件指標(biāo)PK（一） 在大概了解了AMR公司Cortex-A系列處理器各自的市場定位以后，我們可以簡單地把 Cortex-A9理解為Cortex-A8的雙核升級版。這樣的說法可能不足以準(zhǔn)確地反映出Cortex- A9在各方面的技術(shù)升級，但是可以讓我們的對比更加直觀。 從AMR公司的官方數(shù)據(jù)中我們可以看到，Cortex-A9和Cortex-A8兩款處理器都具備 諸如Thumb-2、Jazelle-RCT等可以實(shí)現(xiàn)降低功耗、節(jié)省內(nèi)存占用空間的技術(shù)，但是在三 個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上，Cortex-A9架構(gòu)的雙核處理器要具備明顯的優(yōu)勢。 首先，Cortex-A9單核CPU的計算

8、能力是要優(yōu)于Cortex-A8處理器的。Cortex-A9的單獨(dú) 內(nèi)核的CPU每MHz處理能力可以達(dá)到2.50DMIPS*，而Cortex-A8的峰值只能達(dá)到 2.50DMIPS。 （*DMIPS是用來衡量計算機(jī)芯片整數(shù)計算能力的單位。MIPS：Million Instructions executed Per Second，每秒百萬條指令，用來計算同一秒內(nèi)系統(tǒng)的處理能力，即每秒執(zhí) 行了多少百萬條指令。D是Dhrystone的縮寫，他表示了在Dhrystone這樣一種測試方法 下的MIPS） 避開專業(yè)性不談，根據(jù)上面（）中對于DMIPS的介紹，我們也可以直接得出一個結(jié) 論，就是DMIPS數(shù)值越

9、大，CPU的數(shù)據(jù)處理能力越強(qiáng)。也就是說如果單純用數(shù)學(xué)計算的 角度來看的話，Cortex-A9雙核處理器的數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)是Cortex-A8的2.5倍了。 MDO芯片組簡介 Cortex-A8/Cortex-A9硬件指標(biāo)PK（二） 在對比完兩款處理器的整數(shù)運(yùn)算能力以后，接下來我們要對Cortex-A8/ Cortex-A9浮點(diǎn)運(yùn) 算能力進(jìn)行一個簡單的測試。浮點(diǎn)運(yùn)算就是實(shí)數(shù)運(yùn)算，因?yàn)橛嬎銠C(jī)只能存儲整數(shù)，所以實(shí) 數(shù)都是約數(shù)。 在計算機(jī)的世界里，有兩種辦法表示實(shí)數(shù)，一種是定點(diǎn)，就是小數(shù)點(diǎn)位置是固定的， 一種是浮點(diǎn)，就是小數(shù)點(diǎn)位置不固定，計算方法也比較麻煩，通常會比整數(shù)運(yùn)算代價大很 多。因此浮點(diǎn)運(yùn)算能

10、力也可以直接體現(xiàn)一款處理器性能是否出色。 由于我們無法從ARM公司官方獲得Cortex-A8/ Cortex-A9這兩款處理器在浮點(diǎn)運(yùn)算能力上 的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，因此只能采取真機(jī)測試的方法。在分別選取了一臺Cortex-A8單核1GHz CPU設(shè) 備一臺Cortex-A9雙核1GHz CPU設(shè)備之后，我們使用GLBenchmark軟件對兩款產(chǎn)品進(jìn)行評分 。 GLBenchmark是一款專業(yè)測試移動設(shè)備圖形處理能力的軟件，其中多項(xiàng)測試內(nèi)容中包括對 CPU性能的檢驗(yàn)。在最終的結(jié)果中我們看到，Cortex-A8設(shè)備在CPU浮點(diǎn)運(yùn)算這一項(xiàng)的得分為 8658分，而Cortex-A9設(shè)備的得分高達(dá)13333分，

11、性能提升高達(dá)54%。 綜合第一部分的PK，我們可以看出，Cortex-A9并不是從Cortex-A8身上簡單地將處理器 核心進(jìn)行疊加，而是在單核運(yùn)算能力上都有很大的提升。 MDO芯片組簡介 Cortex-A8/ Cortex-A9硬件指標(biāo)PK（三） 相信電腦DIY發(fā)燒友都比較清楚，在選擇一款CPU時，不僅要參考制造工藝、處理器 工作頻率，還有一個需要特別留意的重要指標(biāo)就是L2二級緩存。 L2二級緩存是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快 。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時間內(nèi)CPU即將訪問的，當(dāng) CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時，就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，

12、從而加快讀取速度。 L2二級緩存對CPU的性能影響很大，它的存在意義就是：節(jié)省CPU直接讀取內(nèi)存的 時間，使CPU讀取數(shù)據(jù)時基本無需等待。因此我們可以這樣想，在CPU工作頻率不變的 基礎(chǔ)上，增加L2二級緩存的大小可以直接影響CPU的工作效率。 回到Cortex-A9和Cortex-A8這兩款處理器上面來。先于Cortex-A9處理器問世的 Cortex-A8在L2二級緩存上的表現(xiàn)如何呢？答案是最高可配置1MB。而進(jìn)化后的Cortex- A9在這個數(shù)值上的升級則十分驚人，已經(jīng)可以做到對最高8MB的二級緩存進(jìn)行配置。 在L2二級緩存上的對比已經(jīng)顯而易見。Cortex-A9擁有Cortex-A8八倍

13、的潛力可以挖 掘。當(dāng)然，處理器二級緩存的多與少最終還是要取決于芯片制造商對產(chǎn)品定位、性價 比等多種因素的考慮，但是Cortex-A9處理器L2二級緩存的極限值更大，這就意味著同 樣都是采取頂級配置方案時，Cortex-A9在性能上的表現(xiàn)將會遠(yuǎn)超Cortex-A8處理器。 MDO芯片組簡介 單純用數(shù)據(jù)說話可能還沒有辦法讓大家體會到Cortex-A9在性能上有多大的提升。 而由于在最開始我們也說過，不管是Cortex-A8還是Cortex-A9都只是ARM公司的處理器 解決方案，決定一款產(chǎn)品的CPU性能是否強(qiáng)勁還要取決于芯片制造商的設(shè)計生產(chǎn)工藝、 二級緩存和RAM可運(yùn)行存儲空間的配比、設(shè)備屏幕分辨

14、率的高低等等多種因素。 因此，即便是選擇兩款Cortex-A8、Cortex-A9產(chǎn)品進(jìn)行CPU評分測試，也無法十分精 準(zhǔn)客觀地反映出Cortex-A9在性能上有多大的提升。而對于消費(fèi)者而言，這樣過于抽象 的測試也是毫無意義的，因?yàn)閷τ谙M(fèi)者來說，不管采用什么最新架構(gòu)、最新技術(shù)， 產(chǎn)品實(shí)際的使用體驗(yàn)更好才是硬道理，這種體驗(yàn)是無法用技術(shù)數(shù)據(jù)和軟件測試來衡量 的。 所以我們并不想用呆板的測試數(shù)據(jù)對Cortex-A8、Cortex-A9這兩款處理器的性能蓋 棺定論，畢竟決定一款產(chǎn)品好壞的因素有很多，甚至包括使用者的一些主觀因素。我 們只是想通過對比來讓大家了解到，Cortex-A9的出現(xiàn)確實(shí)讓移動平臺處理器的發(fā)展進(jìn) 入了一個新階段。 采用A8核心的芯片主要為RK29系列，三星S5PV210方案；采用A9核心的芯片主要是