Bu məqalədə ARM Cortex A7 prosessor arxitekturası müzakirə olunacaq. Onun əsasında yarımkeçirici məhsullar smartfonlarda, marşrutlaşdırıcılarda, planşet kompüterlərdə və digər mobil cihazlarda tapıla bilər, burada son vaxtlara qədər bu bazar seqmentində lider mövqe tuturdu. İndi o, tədricən daha yeni və təzə prosessor həlləri ilə əvəz olunur.
ARM haqqında qısa məlumat
ARM-in tarixi 1990-cı ildə Robin Saksbi tərəfindən qurulduğu zaman başlamışdır. Onun yaradılması üçün əsas yeni mikroprosessor arxitekturası idi. Əgər bundan əvvəl CPU bazarında dominant mövqe x86 və ya CISC tərəfindən tutulurdusa, bu şirkət yarandıqdan sonra RISC şəklində layiqli alternativ meydana çıxdı. Birinci halda, proqram kodunun icrası 4 mərhələyə endirildi:
- Maşın təlimatları alın.
- Mikrokod çevrilməsi həyata keçirilir.
- Mikrotəlimatlar əldə edilir.
- Mikro göstərişlərin addım-addım icrası.
RISS arxitekturasının əsas ideyası proqram kodunun işlənməsini 2 mərhələyə endirməkdən ibarət idi:
- RISC təlimatları alın.
- RISC təlimatları işlənir.
Həm birinci, həm də ikinci halda həm müsbət, həm də əhəmiyyətli çatışmazlıqlar var. x86 kompüter bazarını və RISC (2011-ci ildə təqdim edilən ARM Cortex A7 daxil olmaqla) mobil cihaz bazarını uğurla fəth etdi.
Cortex A7 arxitekturasının yaranma tarixi. Əsas Xüsusiyyətlər
Cortex A8, Cortex A7 üçün əsas rolunu oynadı. Bu vəziyyətdə tərtibatçıların əsas ideyası prosessor həllinin məhsuldarlığını artırmaq və enerji səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq idi. ARM-dəki mühəndislərin başına gələn budur. Bu halda digər mühüm xüsusiyyət big. LITTLE texnologiyası ilə CPU yaratmaq mümkün olması idi. Yəni yarımkeçirici kristala 2 hesablama modulu daxil ola bilər. Onlardan biri minimum enerji istehlakı ilə ən sadə vəzifələri həll etməyə yönəldilmişdir və bir qayda olaraq, Cortex A7 nüvələri bu rolda çıxış etmişdir. İkincisi ən mürəkkəb proqram təminatını işə salmaq üçün nəzərdə tutulmuşdu və Cortex A15 və ya Cortex A17 hesablama vahidlərinə əsaslanırdı. Rəsmi olaraq, "Cortex A7" əvvəllər qeyd edildiyi kimi, 2011-ci ildə təqdim edildi. Yaxşı, ilk ARM Cortex A7 prosessoru bir il sonra, yəni 2012-ci ildə buraxıldı.
İstehsal texnologiyası
İlkinA7 əsasında yarımkeçirici məhsullar 65 nm texnoloji standartlara uyğun istehsal edilmişdir. İndi bu texnologiya ümidsizcə köhnəlib. Daha sonra 40 nm və 32 nm tolerantlıq standartlarına uyğun olaraq daha iki nəsil A7 prosessoru buraxıldı. Amma indi onlar əhəmiyyətsiz olublar. Bu arxitekturaya əsaslanan ən son CPU modelləri artıq 28 nm standartlarına uyğun olaraq istehsal edilmişdir və hələ də satışda tapıla bilənlərdir. Yeni tolerantlıq standartları və köhnəlmiş arxitektura ilə daha yeni texnoloji proseslərə keçidi çətin ki, gözləmək olmaz. A7-yə əsaslanan çiplər hazırda mobil cihaz bazarının ən büdcə seqmentini tutur və onlar tədricən, demək olar ki, eyni enerji səmərəliliyi parametrlərinə malik, daha yüksək performans səviyyəsinə malik olan A53-ə əsaslanan qadcetlərlə əvəz olunur.
Mikroprosessor nüvəsinin arxitekturası
1, 2, 4 və ya 8 nüvələr ARM Cortex A7 əsaslı CPU-nun bir hissəsi ola bilər. Sonuncu halda prosessorların xüsusiyyətləri çipin mahiyyətcə 4 nüvədən ibarət 2 çoxluqdan ibarət olduğunu göstərir. 2-3 il ərzində giriş səviyyəli prosessor məhsulları 1 və ya 2 hesablama modulu olan çiplərə əsaslanırdı. Orta səviyyəni 4 nüvəli həllər tuturdu. Yaxşı, premium seqment 8 nüvəli çiplərin arxasında idi. Bu arxitekturaya əsaslanan hər bir mikroprosessor nüvəsinə aşağıdakı modullar daxildir:
- Üzən Nöqtə Vahidi (FPU).
- Nağd pul səviyyəsi 1.
- CPU optimallaşdırılması üçün NEON bloku.
- ARMv7 hesablama modulu.
Aşağıdakı ümumi olanlar da var idiCPU-nun bütün nüvələri üçün komponentlər:
- Nağd pul L2.
- CoreSight əsas idarəetmə bloku.
- 128 bit tutumlu AMBA məlumat avtobusu nəzarətçisi.
Mümkün tezliklər
Bu mikroprosessor arxitekturası üçün maksimum saat tezliyi 600 MHz ilə 3 GHz arasında dəyişə bilər. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, hesablama sisteminin işinə maksimum təsir göstərən bu parametr dəyişir. Üstəlik, tezlik eyni anda üç amildən təsirlənir:
- Həll olunan problemin mürəkkəblik səviyyəsi.
- Çox oxunuş üçün proqram optimallaşdırma dərəcəsi.
- Yarımkeçirici kristal temperaturunun cari dəyəri.
Nümunə olaraq, A7 bazasına əsaslanan və tezliyi 600 MHz-dən 1,3 GHz-ə qədər dəyişən 4 hesablama vahidini özündə birləşdirən MT6582 çipinin alqoritmini nəzərdən keçirək. Boş rejimdə bu prosessor cihazı yalnız bir hesablama vahidinə malik ola bilər və o, mümkün olan ən aşağı 600 MHz tezliyində işləyir. Mobil qacetdə sadə proqram işə salındıqda oxşar vəziyyət yaranacaq. Ancaq tapşırıqlar siyahısında çox iş parçacığı üçün optimallaşdırma ilə resurs tutumlu oyuncaq görünəndə, 1,3 GHz tezliyində proqram kodunun işlənməsinin bütün 4 bloku avtomatik olaraq işə başlayacaq. CPU qızdırıldığında, ən isti nüvələr tezlik dəyərini və ya hətta aşağı salacaqsöndür. Bu yanaşma bir tərəfdən enerji səmərəliliyi, digər tərəfdən isə çip performansının məqbul səviyyəsini təmin edir.
Keş
ARM Cortex A7-də yalnız 2 keş səviyyəsi təmin edilmişdir. Yarımkeçirici kristalın xüsusiyyətləri, öz növbəsində, birinci səviyyənin mütləq 2 bərabər yarıya bölündüyünü göstərir. Onlardan biri məlumatları, digəri isə təlimatları saxlamalıdır. Spesifikasiyalara uyğun olaraq 1-ci səviyyədəki ümumi keş yaddaşı 64 KB-a bərabər ola bilər. Nəticədə məlumat üçün 32 KB və kod üçün 32 KB alırıq. Bu halda 2-ci səviyyəli keş xüsusi CPU modelindən asılı olacaq. Onun ən kiçik həcmi 0 MB (yəni yoxdur), ən böyüyü isə 4 MB ola bilər.
RAM nəzarətçisi. Xüsusiyyətlər
Daxili RAM nəzarətçisi istənilən ARM Cortex A7 prosessoru ilə gəlir. Texniki planın xüsusiyyətləri onun LPDDR3 RAM ilə birlikdə işləməyə yönəldiyini göstərir. Bu halda RAM-ın tövsiyə olunan işləmə tezlikləri 1066 MHz və ya 1333 MHz-dir. Bu çip modeli üçün praktikada tapıla bilən maksimum RAM ölçüsü 2 GB-dır.
İnteqrasiya edilmiş Qrafika
Gözlənildiyi kimi, bu mikroprosessor cihazları inteqrasiya olunmuş qrafik altsisteminə malikdir. ARM bu CPU ilə öz Mali-400MP2 qrafik kartından istifadə etməyi tövsiyə edir. Lakin onun performansı çox vaxt potensialı açmaq üçün kifayət etmirmikroprosessor cihazı. Buna görə də, çip dizaynerləri bu çiplə birlikdə daha səmərəli adapterlərdən istifadə edirlər, məsələn, Power VR6200.
Proqram Təminatı Xüsusiyyətləri
Üç növ əməliyyat sistemi ARM prosessorlarını hədəfləyir:
- Axtarış nəhəngi Google-dan Android.
- APPLE tərəfindən iOS.
- Microsoft tərəfindən Windows Mobile.
Bütün digər sistem proqram təminatı hələ çox paylanmayıb. Bu cür proqram təminatının ən böyük bazar payı, təxmin etdiyiniz kimi, Android-in payına düşür. Bu sistem sadə və intuitiv interfeysə malikdir və ona əsaslanan giriş səviyyəli cihazlar çox, çox münasibdir. 4.4 daxil olmaqla, 32-bit idi və 5.0-dan etibarən 64-bit hesablamaları dəstəkləməyə başladı. Bu ƏS ARM Cortex A7 daxil olmaqla istənilən RISC CPU ailəsində uğurla işləyir. Mühəndislik menyusu bu sistem proqramının digər mühüm xüsusiyyətidir. Onun köməyi ilə OS-nin imkanlarını əhəmiyyətli dərəcədə yenidən konfiqurasiya edə bilərsiniz. Bu menyuya giriş hər CPU modeli üçün fərdi olan koddan istifadə etməklə əldə edilə bilər.
Bu ƏS-nin digər mühüm xüsusiyyəti bütün mümkün yeniləmələrin avtomatik quraşdırılmasıdır. Buna görə də ARM Cortex A7 ailəsinin çiplərində hətta yeni funksiyalar da görünə bilər. Firmware onları əlavə edə bilər. İkinci sistem APPLE mobil qadcetləri üçün nəzərdə tutulub. Bu cür cihazlar əsasən premium seqmenti tutur və müvafiq performans və qiymət səviyyələrinə malikdir. Windows Mobile qarşısında ən son ƏS hələ alınmayıbböyük paylama. Mobil qadcetlərin istənilən seqmentində ona əsaslanan qurğular var, lakin bu halda az miqdarda proqram təminatı onun yayılmasına mane olur.
Prosessor modelləri
Bu halda ən sərfəli və ən az məhsuldar olan 1 nüvəli çiplərdir. Onların arasında ən çox yayılmışı MediaTek-dən MT6571 idi. Bir pillə yuxarı ARM Cortex A7 Dual Core CPU-lardır. Məsələn, eyni istehsalçının MT6572 modelidir. Daha yüksək səviyyəli performans Quad Core ARM Cortex A7 tərəfindən təmin edildi. Bu ailənin ən populyar çipi MT6582-dir, onu indi hətta giriş səviyyəli mobil qurğularda da tapmaq olar. Ən yüksək performans səviyyəsi MT6595-in aid olduğu 8 nüvəli mərkəzi prosessorlar tərəfindən təmin edilib.
Daha inkişaf perspektivləri
İndiyə qədər siz hələ də mağaza rəflərində 4X ARM Cortex A7 əsasında yarımkeçirici prosessor cihazı əsasında mobil cihazlar tapa bilərsiniz. Bunlar MT6580, MT6582 və Snapdragon 200-dür. Bütün bu çiplər 4 hesablama qurğusundan ibarətdir və əla enerji səmərəliliyi səviyyəsinə malikdir. Həm də bu vəziyyətdə xərc çox, çox təvazökardır. Ancaq yenə də bu mikroprosessor arxitekturasının ən yaxşı dövrləri arxada qaldı. Onun əsasında məhsulların satışının pik həddi 2013-2014-cü illərə düşdü, o zaman onun mobil qadcet bazarında praktiki olaraq alternativi yox idi. Üstəlik, bu vəziyyətdə biz 1 və ya 2 büdcə cihazlarından danışırıqhesablama modulları və 8 nüvəli CPU ilə flaqman qadcetləri ilə. Hal-hazırda, A7-nin dəyişdirilmiş 64-bit versiyası olan Cortex A53 tərəfindən tədricən bazardan çıxarılır. Eyni zamanda, o, sələfinin əsas üstünlüklərini tamamilə və tamamilə saxladı və gələcək mütləq onundur.
Ekspertlərin və istifadəçilərin rəyi. Bu arxitekturaya əsaslanan fişlər haqqında real rəylər. Güclü və zəif tərəflər
Əlbəttə ki, mikroprosessor cihazlarının ARM Cortex A7 arxitekturasının görünüşü mobil cihazlar dünyası üçün əlamətdar hadisəyə çevrildi. Bunun ən yaxşı sübutu odur ki, ona əsaslanan qurğular 5 ildən artıqdır ki, uğurla satılır. Əlbəttə ki, indi A7 əsaslı CPU-nun imkanları hətta orta səviyyəli vəzifələri həll etmək üçün kifayət deyil, lakin belə çiplərdəki ən sadə proqram kodu hələ də uğurla işləyir. Bu cür proqramların siyahısına video oynatmaq, audio yazıları dinləmək, kitab oxumaq, internetdə gəzmək daxildir və hətta bu vəziyyətdə ən sadə oyuncaqlar heç bir problem olmadan başlayacaq. Mobil qadcetlərə və cihazlara həsr olunmuş aparıcı tematik portallar, həm bu cür aparıcı mütəxəssislər, həm də adi istifadəçilər məhz buna diqqət yetirirlər. A7-nin əsas çatışmazlığı 64 bitlik hesablama dəstəyinin olmamasıdır. Onun əsas üstünlükləri enerji səmərəliliyi və performansın mükəmməl birləşməsini ehtiva edir.
Nəticələr
Əlbəttə, ARM Cortex A7 arxitekturası bütövdürmobil cihazlar dünyasında dövr. Məhz onun yaranması ilə mobil qurğular əlverişli və kifayət qədər məhsuldar oldu. Və sadəcə 5 ildən artıqdır ki, uğurla satılması bunun bir daha təsdiqidir. Lakin əvvəlcə ona əsaslanan qadjetlər bazarın orta və premium seqmentlərini tuturdusa, indi onlara yalnız büdcə sinfi qalıb. Bu memarlıq köhnəlib və tədricən keçmişə çevrilir.
