全面解讀ARM Cortex-A73架構，號稱面積最小核心果然不是蓋的

對于如今的智能手機來說，處理器就像大腦一樣重要，它指揮著手機能準確的運行各種各樣的指令，并且隨著處理器算法的進步，這顆“大腦”能夠給手機帶來更多的更復雜的功能。而對于處理器來說，架構就像大腦中的神經(jīng)回路，成為處理器性能優(yōu)秀與否的基礎。而在近幾年，伴隨著AR、VR等技術的發(fā)展，手機也逐漸由之前的移動終端向遙控器一樣的載體發(fā)生變化，這也對手機處理器提出了更高的要求，可以看到，處理器的進步在當前的環(huán)境下對于手機則起到了幾乎決定性的作用。因此，我們就來簡單介紹一下ARM公司在年中發(fā)布的全新處理器架構：Cortex-A73。

如果對于手機處理器有所了解，相信對ARM公司的Cortex-A系列絕不會陌生，Cortex-A架構有著眾多成員。目前在市場上，大部分的處理器主要采用A53、A57、A72這三種架構，其中A53主打能耗比，多用在千元機的處理器上，如聯(lián)發(fā)科X10，或者用來與主打性能的大核進行搭配，如驍龍652。而A57、A72則是偏重高性能，承擔著高端處理器上應付復雜數(shù)據(jù)的處理。僅從命名上來看，A53/57/72基本上可以看成是按數(shù)字大小性能依次提高。這樣排列，最新推出的A73則應該是目前ARM公版中性能最強的架構。

▲A73架構圖

有意思的是，從產(chǎn)品線來看，Cortex-A57、A72架構出自于ARM在美國德州的奧斯汀團隊，而A53、A73則是ARM在歐洲的團隊所設計，因此其實A73與A72雖然僅僅一個數(shù)字之差，但卻是兩個團隊的產(chǎn)品。又或是德州人天性粗獷的性格與歐洲更加文藝氣息之間的不同，使得其開發(fā)的處理器也有著明顯的差異。我們都知道，如今智能手機處理器性能發(fā)展速度之快，隨之帶來的散熱、功耗等問題并沒有得到很好的解決。之前驍龍810的失敗證明單純追求性能并不能提高人們的使用體驗，因此ARM也意識到對于手機處理器，平衡性能與功耗才能獲得更好的實際效果。

從ARM官方對A73架構的介紹：Cortex-A73仍然采用全尺寸ARMv8-A架構，最高可以達到2.8GHz主頻，可以使用10nm、14/16nm工藝，而根據(jù)ARM官方介紹，當A73使用10nm工藝時，對比上代16nm工藝的A72，性能有30%的提升，并且對AR/VR都有更好的優(yōu)化。A73是采用ARMv8-A架構中核心最小的處理器，每核心面積在0.65mm，并且繼續(xù)支持big.LITTLE架構。從官方的描述中，我們可以提取到A73的以下幾個特點：

1、A73的最高可支持2.8GHz主頻，性能相比于A72可以提升30%;

▲A73采用雙發(fā)射L/S

每一代處理器的提升都是以性能為目的，當然A73也不例外。此次A73主頻最高可以支持高達的2.8GHz，在10nm工藝下與16nm的A72相比，性能提升了30%。在內(nèi)存方面，A73采用雙發(fā)射L/S單元，在發(fā)射寬度上小于A72的三發(fā)射，但由于A73整個處理器的11級核心流水線深度比A72的15級核心流水線深度更精簡，因此發(fā)射寬度并沒有決定性的影響到A73的性能。但由于A73的一級緩存由48kB提升至64kB，二級緩存由A72的最大2MB提升至8MB，并且為一級緩存和二級緩存都配備了獨立的預讀器，使得A73可以獲得接近理論的最大帶寬值。得益于各種優(yōu)化，使得A73在極限性能上相比較A72有所提高。

2、A73使用10nm工藝;功耗最多可降低30%

▲A73采用10nm架構，可提升25%的性能

一般來說，更先進的工藝則可以使處理器的性能有所提升。對于當前的處理器，過高的極限性能不僅使得手機續(xù)航受到一定的限制，關鍵還在于對于本身處理器的散熱(穩(wěn)定極限輸出)也有著很大的影響。而A73采用10nm工藝則帶來更加穩(wěn)定的極限性能。A73在最高性能下可以較長時間內(nèi)穩(wěn)定運行，而不像之前A57那樣只能做“5秒真男人”。這對于智能手機在實際使用中，尤其是對于大型游戲的體驗有著巨大的影響。

3、采用ARMv8-A內(nèi)核，每核心面積在0.65mm之下。

▲A73的核心面積大幅減少

目前智能手機的高度集成化，內(nèi)部空間幾乎是寸土寸金，尤其是對于主板部分，極其復雜的電氣結構使得對手機處理器的選擇心有余而力不足。A73號稱目前處理器中面積最小的高端核心，每顆核心的面積在0.65mm之下，相比于A72上1.15mm2的面積整整小了43%，而根據(jù)ARM的數(shù)據(jù)：A73在采用10nm FinFET工藝，配備2.8GHz四核心的情況下，核心面積只有5mm2。一般來說，手機處理器的制造成本與面積大小成正比，面積越大成本越高，而更小的處理器面積帶來更小的成本，或許會對今后中低端手機處理器的格局有著促進的作用。

總結：A73已經(jīng)發(fā)布有一段時間，隨著海思麒麟960、聯(lián)發(fā)科X30等可能采用A73架構的處理器曝光，使得大家逐漸對A73開始又有所討論。毫無疑問，ARM早已經(jīng)不再一味地追求處理器的高性能，而是優(yōu)先考慮功耗比等更加實際的其它方面，再針對實際使用的特性來對架構進行二次優(yōu)化。盡管目前我們還尚未拿到采用A73架構的處理器真機來進行測試，但從ARM官方的介紹來看，A73這個架構或許會在明年的諸多旗艦機甚至中端機處理器中看到。實際性能究竟如何，我們拭目以待。