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ARM Cortex-A15处理器架构与iPad3性能配置前瞻 随着2012年3月7日的临近，关于苹果新一代iPad的消息也越来越多，不过相对以往的各种猜测五花八门的盛况不同，此次新一代iPad的很多具体的功能和性能参数的预测消息已经比较统一，这是因为这些功能在iPad2发布之前苹果就早有准备，例如Retina级别的屏幕达到2048x1536分辨率，已经在iPhone 4S上使用的Siri等等。但最近争议较大的是，必威体育精装版的处理器是苹果A6，或是A5X。 今天，我们也抱着一颗八卦的心，又以科学严谨的态度，来预测一下iPad3配置到底是哪样啊？理论上说，下文绝对不是乱猜，我们是按照苹果公司以往的习惯、历代产品的更新，以及整个上游技术的发展综合分析来进行预测。玩笑至此，严肃的说，这不仅仅代表iPad3使用什么处理器，有怎样性能，也代表了整个平板电脑应用，甚至各种新兴移动设备，智能设备的发展趋势。ARM公司Cortex-A15核心 如果不是前几天的新闻，号称拍摄到了苹果的iPad3处理器是A5X而不是A6，恐怕大多数都不会怀疑苹果iPad3 的处理器会使用全新的ARM Cortex-A15架构处理器。不过我们认为，无论名字怎么起，Cortex-A15核心使用的可能性极大，几乎找不出任何理由和迹象来拒绝这次更新。虽然苹果没有发布A5X或A6处理器的性能，但我们从TI、三星、高通等公司发布的产品已经可以对它的整体水平了解大概。 ARM Cortex-A15 架构示意图 Cortex-A15核心，与Cortex-A9一样，同样基于ARMv7-A架构，定位上是Cortex-A9的替代品，但架构上有较大变化，对多核心的效率和管理上有重要意义。而在浮点运算单元上，也有升级。我们简单来看看Cortex-A15的变化。 ARM Cortex-A9 架构示意图 ARM Cortex-A9 工作流程示意图 首先，我们看到ARM公司官方提供的两张处理器的原理架构图。我们发现，在Cortex-A9处理器的工作流程中，多核心中断控制与分配是放在最后一层的，而在Cortex-A15中，这一部分的工作是放在核心运算之前的。在NVIDIA的Tegra3技术文档中曾经谈到，Android下，多核心在不同核心运行于不同频率时，整体效率会受到最低频率的核心的限制，所以Tegra3在多核心的控制管理上有所优化。也许这与ARM Cortex-A9多核心原始设计有关。而在Cortex-A15上，架构上有了很大变化，也许多核心处理的效率会更高。从浮点运算单元来看，Cortex-A15核心每个核心内建VFPv4浮点单元。VFPv4是Vector Floating-Point version 4，而在Cortex-A9上是Version 3，Cortex-A8是Version 2。此次VFPv4是ARM处理器的浮点运算首次完全支持IEEE 754标准。在以往，ARM处理器的浮点运算性能一直是短板，尤其是在ARMv7之前，此次VFPv4会对浮点运算带来怎样改进？除此之外，Cortex-A15的缓存管理也略有改进。每个核心将都分别具有32KB的数据与指令L1 Cache，L2 Cache二级缓存被多个核心共享，目前官方提供数据支持512KB、1MB、2MB、4MB等标准，二级缓存的控制机制延迟要比Cortex-A9时有所进步。最后，Cortex-A15从设计之初并不仅仅定位于移动设备，它支持40bit Large Physical Address Extensions, LPAE，内存寻址高达1TB，同时，它开始完全支持硬件虚拟化。这些应用，甚至瞄准的是多颗ARM处理器打造的高性能运算平台。TI、三星、高通的Cortex A-15核心产品TI OMAP5系列：OMAP 5430/5432是号称业界首款Cortex-A15核心的产品。TI公司在2011年底发布了OMAP5 SoC芯片的详细架构示意图，并大概公布了相关效能，我们从OMAP5来看看Cortex-A15的表现。 TI OMAP 5430处理器架构示意图 TI OMAP 5430/5432主要参数 OMAP 5430与5432在大体架构上没有区别，只是封装尺寸，外部I/O因为定位不同稍有不同。OMAP 5430仍然定位于智能手机、平板电脑等，而OMAP 5432可能偏重于尺寸稍大一些的设备，例如类似笔记本电脑的产品。所以，我们先来看一张OMAP 5430的架构图。从架构图中，我们看到，它使用了两个Cortex-A15核心，最高频率可达2GHz。为了保证低负荷下系统更低功耗，OMAP 5430还使用了两个Cortex-M4核心。在视频、2D图像部分，都有专门DSP单元负责，电源管理与音频管理