全面解讀ARM Cortex-A73架構(gòu)，號(hào)稱面積最小核心果然不是蓋的

對(duì)于如今的智能手機(jī)來說，處理器就像大腦一樣重要，它指揮著手機(jī)能準(zhǔn)確的運(yùn)行各種各樣的指令，并且隨著處理器算法的進(jìn)步，這顆“大腦”能夠給手機(jī)帶來更多的更復(fù)雜的功能。而對(duì)于處理器來說，架構(gòu)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(chǔ)。而在近幾年，伴隨著AR、VR等技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)也逐漸由之前的移動(dòng)終端向遙控器一樣的載體發(fā)生變化，這也對(duì)手機(jī)處理器提出了更高的要求，可以看到，處理器的進(jìn)步在當(dāng)前的環(huán)境下對(duì)于手機(jī)則起到了幾乎決定性的作用。因此，我們就來簡(jiǎn)單介紹一下ARM公司在年中發(fā)布的全新處理器架構(gòu)：Cortex-A73。

如果對(duì)于手機(jī)處理器有所了解，相信對(duì)ARM公司的Cortex-A系列絕不會(huì)陌生，Cortex-A架構(gòu)有著眾多成員。目前在市場(chǎng)上，大部分的處理器主要采用A53、A57、A72這三種架構(gòu)，其中A53主打能耗比，多用在千元機(jī)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(jìn)行搭配，如驍龍652。而A57、A72則是偏重高性能，承擔(dān)著高端處理器上應(yīng)付復(fù)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(yīng)該是目前ARM公版中性能最強(qiáng)的架構(gòu)。

▲A73架構(gòu)圖

有意思的是，從產(chǎn)品線來看，Cortex-A57、A72架構(gòu)出自于ARM在美國(guó)德州的奧斯汀團(tuán)隊(duì)，而A53、A73則是ARM在歐洲的團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)，因此其實(shí)A73與A72雖然僅僅一個(gè)數(shù)字之差，但卻是兩個(gè)團(tuán)隊(duì)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(jī)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(yàn)，因此ARM也意識(shí)到對(duì)于手機(jī)處理器，平衡性能與功耗才能獲得更好的實(shí)際效果。

從ARM官方對(duì)A73架構(gòu)的介紹：Cortex-A73仍然采用全尺寸ARMv8-A架構(gòu)，最高可以達(dá)到2.8GHz主頻，可以使用10nm、14/16nm工藝，而根據(jù)ARM官方介紹，當(dāng)A73使用10nm工藝時(shí)，對(duì)比上代16nm工藝的A72，性能有30%的提升，并且對(duì)AR/VR都有更好的優(yōu)化。A73是采用ARMv8-A架構(gòu)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(gòu)。從官方的描述中，我們可以提取到A73的以下幾個(gè)特點(diǎn)：

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(dāng)然A73也不例外。此次A73主頻最高可以支持高達(dá)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(gè)處理器的11級(jí)核心流水線深度比A72的15級(jí)核心流水線深度更精簡(jiǎn)，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(jí)緩存由48kB提升至64kB，二級(jí)緩存由A72的最大2MB提升至8MB，并且為一級(jí)緩存和二級(jí)緩存都配備了獨(dú)立的預(yù)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(gòu)，可提升25%的性能

一般來說，更先進(jìn)的工藝則可以使處理器的性能有所提升。對(duì)于當(dāng)前的處理器，過高的極限性能不僅使得手機(jī)續(xù)航受到一定的限制，關(guān)鍵還在于對(duì)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，而不像之前A57那樣只能做“5秒真男人”。這對(duì)于智能手機(jī)在實(shí)際使用中，尤其是對(duì)于大型游戲的體驗(yàn)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(jī)的高度集成化，內(nèi)部空間幾乎是寸土寸金，尤其是對(duì)于主板部分，極其復(fù)雜的電氣結(jié)構(gòu)使得對(duì)手機(jī)處理器的選擇心有余而力不足。A73號(hào)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(jī)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(huì)對(duì)今后中低端手機(jī)處理器的格局有著促進(jìn)的作用。

總結(jié)：A73已經(jīng)發(fā)布有一段時(shí)間，隨著海思麒麟960、聯(lián)發(fā)科X30等可能采用A73架構(gòu)的處理器曝光，使得大家逐漸對(duì)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(shí)際的其它方面，再針對(duì)實(shí)際使用的特性來對(duì)架構(gòu)進(jìn)行二次優(yōu)化。盡管目前我們還尚未拿到采用A73架構(gòu)的處理器真機(jī)來進(jìn)行測(cè)試，但從ARM官方的介紹來看，A73這個(gè)架構(gòu)或許會(huì)在明年的諸多旗艦機(jī)甚至中端機(jī)處理器中看到。實(shí)際性能究竟如何，我們拭目以待。