首款Cortex-A15架构处理器解析

移动计算的发展速度几乎超出了所有人的预期，在单核、双核过去后，四核心潮流又涌动而来。虽然相比核心数量，核心架构的关注度要低一些，但它的重要性和进化幅度一点也不逊色。从早期的Cortex–A8，到目前主流的Cortex-A9，再到前不久三星发布的全球首款Cortex-A15架构处理器Exynos 5，核心架构的改进一直在稳步向前。那么，架构变化是怎样影响CPU性能的？Cortex-A15架构的处理器又有哪些优势呢？

全球CPU厂商中，x86架构代表厂商是英特尔和AMD，它们在个人电脑业务上呼风唤雨，影响着几乎所有用户的使用体验。相比之下，ARM就要低调很多。ARM本身不生CPU，只提供设计和技术授权。厂商通过购买ARM的技术授权来自行生产产品。ARM产品以极高的性能功耗比著称，在手机、平板等移动手持设备市场占据着绝对优势。

现在比较主流的手机和平板使用的ARM处理器往往基于ARM v7指令集，基于这个指令集的产品多采用Cortex-A8、Cortex-A9以及一些厂商自行修改的架构（比如高通）。在新的架构出现之前，厂商在Cortex-A9以及Cortex-A8上的发展主要是依靠提升制程、频率和核心数量。这些做法往往可能造成芯片面积过大、发热量较大等问题。因此，在进一步提升制程的同时，采用全新的核心架构来保证CPU性能的继续发展，就显得相当必要了。

ARM及其合作伙伴在去年就公布了ARM v7指令集的新一代架构Cortex-A15的部分信息。不过由于Cortex-A15的复杂性以及新工艺的导入等问题，Cortex-A15在很长一段时间内除了路线图之类的纸面信息外，没有任何实际产品的消息，在各大展会上也只是惊鸿一瞥。而2012年8月10日，三星发布了自家Cortex-A15架构的首款产品Exynos 5，Cortex-A15架构终于正式走向前台。

首款A15——三星Exynos 5处理器登场

Exynos 5处理器有双核和四核两个版本，首批发布的型号为双核版本Exynos 5 Dual。目前已知的参数有：采用32nm HKMG（High-K绝缘层+金属栅极）工艺制造，属于32bit-RISC架构的SOC片上系统处理器。Exynos 5 Dual拥有两个Cortex-A15核心，高主频1.7GHz，每个核心拥有独立64KB L1缓存（共计128KB）和共有1MB L2缓存。内存部分，新的处理器可以支持双通道LPDDR3/DDR3 800MHz，大带宽可以达到12.8GB/s。这样的带宽可以应付高分辨率下桌面刷新、3D游戏、高清视频解码等应用需要。

在很多用户比较关注的图形处理部分，Exynos 5采用的是来自于ARM原生Mali-T604。这颗GPU的API可以支持DirectX 11（GPU功能只支持到Direct3D featurelevel 9.3）和OpenCL 1.1，因此可以支持GPGPU计算。三星官方宣称Exynos 5 Dual的图形性能至少是上代Exynos 4的两倍。

Exynos 5体系架构图，可以看到Exynos 5支持的几乎所有功能和接口方案。

三星认为支持超高分辨率需要更强大的内存带宽，2560×1600至少需要8GB/s的带宽。

Cortex-A9架构简图，只标注了重要的功能性部件

Cortex-A15架构简图，同样只标注了重要的功能性部件。

ARM公布的四核心Cortex-A15结构图

由于图形性能强大，三星给出了令人惊叹的大分辨率支持：2560×1600，这已经赶上了苹果在新 iPad上采用的视网膜屏的水准。在视频编解码方面，这颗处理器内置的视频编码单元可以支持1080p分辨率下60fps的高清视频编码。其余的特色功能还有支持面板自刷新（可以节约不少能源），并支持HDMI 1.4输出。在信号传输和连接方面，Exynos 5 Dual支持USB 3.0、SATA 3.0以及eMMC4.5（本地存储设备解决方案，可以更好地兼容各类NAND Flash芯片）等规范，能为厂商减少添加额外芯片的成本。