Cortex-A 系列處理器是一系列處理器，支持ARM32或64位指令集，向後完全兼容早期的ARM處理器，包括從1995年發布的ARM7TDMI處理器到2002年發布的ARMll處理器系列。
基本介紹
- 中文名：Cortex-A 系列處理器
- 技術：單核或多核
- 字長：32位或64位
簡介,技術特點,高性能,多核技術,高級擴展,產品套用,Cortex-A5 處理器,Cortex-A7 處理器,Cortex-A8 處理器,Cortex-A9處理器,Cortex-A15 處理器,Cortex-A57,Cortex-A72處理器,套用,
簡介
32位RISCCPU開發領域中不斷取得突破，其設計的微處理器結構已經從v3發展到現在的v7。Cortex系列處理器是基於ARMv7架構的，分為Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三類。由於套用領域的不同，基於v7架構的Cortex處理器系列所採用的技術也不相同。基於v7A的稱為“Cortex-A系列。高性能的Cortex-A15、可伸縮的Cortex-A9、經過市場驗證的Cortex-A8處理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5處理器均共享同一體系結構，因此具有完整的套用兼容性，支持傳統的ARM、Thumb指令集和新增的高性能緊湊型Thumb-2指令集。
Cortex-A15和Cortex-A7都支持ARMv7A體系結構的擴展，從而為大型物理地址訪問和硬體虛擬化以及啟用big.LITTLE處理的AMBA4ACE一致性提供支持。
技術特點
ARMv7包括3個關鍵要素：NEON單指令多數據(SIMD)單元、ARMtrustZone安全擴展、以及thumb2指令集，通過16位和32位混合長度指令以減小代碼長度。
高性能
Cortex-A 設備可為其目標套用領域提供各種可伸縮的能效性能點。一些說明示例如下：
Cortex-A15 ，可為新一代移動基礎結構套用和要求苛刻的無線基礎結構套用提供性能最高的解決方案 Cortex-A7，可採用獨立、多核配置實現，提供 800 MHz - 1.2 GHz 的典型頻率，也可以與 Cortex-A15 結合用於 big.LITTLE 處理 Cortex-A9 實現，可提供 800 MHz - 2 GHz 的標準頻率，每個核心可提供 5000 DMIPS 的性能 Cortex-A8 單核解決方案，可提供經濟有效的高性能，在 600 MHz - 1 GHz 的頻率下，提供的性能超過 2000 DMIPS Cortex-A5 低成本實現，在 400- 800 MHz 的頻率下，提供的性能超過 1200 DMIPS。
多核技術
Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A9 和 Cortex-A15 處理器都支持 ARM 的第二代多核技術
單核到四核實現，支持面向性能的套用領域 支持對稱和非對稱的作業系統實現 通過加速器一致性連線埠 (ACP) 在導出到系統的整個處理器中保持一致性 Cortex-A7 和 Cortex-A15 將多核一致性擴展至 AMBA4 ACE 的 1~4 核群集以上（AMBA 一致性擴展）
高級擴展
除了具有與上一代經典 ARM 和 Thumb® 體系結構的二進制兼容性外，Cortex-A 類處理器還通過以下技術擴展提供了更多優勢
產品套用
ARM公司的Cortex-A系列處理器適用於具有高計算要求、運行豐富作業系統以及提供互動媒體和圖形體驗的套用領域。從最新技術的移動Internet必備設備（如手機和超便攜的上網本或智慧型本）到汽車信息娛樂系統和下一代數位電視系統。也可以用於其他移動攜帶型設備，還可以用於數位電視、機頂盒、企業網路、印表機和伺服器解決方案。這一系列的處理器具有高效低耗等特點，比較適合配置於各種移動平台。
雖然Cortex-A處理器正朝著提供完全的Internet體驗的方向發展，但其套用也很廣泛，包括：
| 產品類型 | 套用 |
|---|---|
上網本、智慧型本、輸入板、電子書閱讀器、瘦客戶端 | |
手機 | 智慧型手機、特色手機 |
數字家電 | |
汽車 | 信息娛樂、導航 |
企業 | 雷射印表機、路由器、無線基站、VOIP 電話和設備 |
無線基礎結構 | Web 2.0、無線基站、交換機、伺服器 |
Cortex-A5 處理器
ARM Cortex™-A5 處理器是能效最高、成本最低的處理器，能夠向最廣泛的設備提供 Internet 訪問：從入門級智慧型手機、低成本手機和智慧型移動終端到普遍採用的嵌入式、消費類和工業設備。
Cortex-A5 處理器可為現有 ARM926EJ-S™ 和 ARM1176JZ-S™ 處理器設計提供很有價值的遷移途徑。它可以獲得比 ARM1176JZ-S 更好的性能，比 ARM926EJ-S 更好的功效和能效以及 100% 的 Cortex-A 兼容性。
這些處理器向特別注重功耗和成本的應用程式提供高端功能，其中包括：
多重處理功能，可以獲得可伸縮、高能效性能
用於媒體和信號處理的可選浮點或 NEON™單元
高性能記憶體系統，包括高速快取和記憶體管理單元
Cortex-A7 處理器
ARM Cortex™-A7 MPCore™ 處理器是 ARM 迄今為止開發的最有效的套用處理器，它顯著擴展了 ARM 在未來入門級智慧型手機、平板電腦以及其他高級移動設備方面的低功耗領先地位。
Cortex-A7 處理器的體系結構和功能集與 Cortex-A15 處理器完全相同，不同這處在於，Cortex-A7 處理器的微體系結構側重於提供最佳能效，因此這兩種處理器可在 big.LITTLE配置中協同工作，軟體可以在高能效 Cortex-A7 處理器上運行 也可以在需要時在高性能 Cortex-A15 處理器上運行 無需重新編譯,從而提供高性能與超低功耗的終極組合。
作為獨立處理器，單個 Cortex-A7 處理器的能源效率是 ARM Cortex-A8 處理器（支持如今的許多最流行智慧型手機）的 5 倍，性能提升 50%，而尺寸僅為後者的五分之一。
Cortex-A7 可以使 2013-2014 年期間低於 100 美元價格點的入門級智慧型手機與 2010 年 500 美元的高端智慧型手機相媲美。這些入門級智慧型手機在發展中世界將重新定義連線和 Internet 使用。
該處理器與其他 Cortex-A 系列處理器完全兼容並整合了高性能 Cortex-A15 處理器的所有功能，包括虛擬化、大物理地址擴展 (LPAE) NEON 高級 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性。
最佳的功效和占用空間，可作為獨立的套用處理器 性能高於 2011 年主流智慧型手機 CPU 性能提升高達 20% 而功耗降低 60%AMBA 4 ACE 一致性接口支持大小 CPU 群集之間 20us 以下的上下文遷移
Cortex-A8 處理器
ARMCortex-A8處理器是一款適用於複雜作業系統及用戶套用的套用處理器，其結構如圖所示。支持智慧型能源管理(IEM，IntelligentEnergyManger)技術的ARMArtisan庫以及先進的泄漏控制技術，使得Cortex-A8處理器實現了非凡的速度和功耗效率在65nm上藝下，ARMcortex-A8處理器的功耗不到300mW，能夠提供高性能和低功耗它第一次為低費用、高容量的產品帶來了台式機級別的性能
A8處理其結構
Cortex-A8處理器是第一款基於下一代ARMv7架構的套用處理器，使用了能夠帶來更高性能、更低功耗和更高代碼密度的Thumb-2技術它首次採用了強大的NEON信號處理擴展集，為H.264和MP3等媒體編解碼提供加速
Cortex-A8的解決方案還包括Jazelle-RCTJava加速技術，對實時(JIT)和動態調整編譯(DAC)提供最最佳化，同時減少記憶體占用空間高達3倍該處理器配置了先進的超標量體系結構流水線，能夠同時執行多條指令，並且提供超過2.0DMIPS/MHz的性能處理器集成了一個可調尺寸的二級高速緩衝存儲器，能夠同高速的16KB或者32KB一級高速緩衝存儲器一起工作，從而達到最快的讀取速度和最大的吞吐量新處理器還配置了用於安全交易和數字著作權管理的TrustZone技術，以及實現低功耗管理的IEM功能
Cortex-A8處理器使用了先進的分支預測技術，並且具有專用的NEON整型和浮點型流水線進行媒體和信號處理在使用小於4mm2的矽片及低功耗的65nm工藝的情況下，Cortex-A8處理器的運行頻率將高於600MHz(不包括NEON追蹤技術和二級高速緩衝存儲器)在高性能的90nm和65nm工藝下，Cortex-A8處理器運行頻率最高可達1GHz，能夠滿足高性能消費產品設計的需要。
Cortex-A9處理器
ARM Cortex™-A9 處理器提供了史無前例的高性能和高能效，從而使其成為需要在低功耗或散熱受限的成本敏感型設備中提供高性能的設計的理想解決方案。 它既可用作單核處理器，也可用作可配置的多核處理器，同時可提供可合成或硬宏實現。該處理器適用於各種套用領域，從而能夠對多個市場進行穩定的軟體投資。
與高性能計算平台消耗的功率相比，ARM Cortex-A9 處理器可提供功率更低的卓越功能，其中包括：
無與倫比的性能，2GHz 標準操作可提供 TSMC 40G 硬宏實現
以低功耗為目標的單核實現，面向成本敏感型設備
利用高級 MPCore 技術，最多可擴展為 4 個一致的核心
可選 NEON™ 媒體和/或浮點處理引擎
Cortex-A15 處理器
ARM Cortex™-A15 MPCore™ 處理器是性能高且可授予許可的處理器。它提供前所未有的處理功能，與低功耗特性相結合，在各種市場上成就了卓越的產品，包括智慧型手機、平板電腦、移動計算、高端數字家電、伺服器和無線基礎結構。Cortex-A15 MPCore 處理器提供了性能、功能和能效的獨特組合，進一步加強了 ARM 在這些高價值和高容量套用細分市場中的領導地位。
Cortex-A15 MPCore 處理器是 Cortex-A 系列處理器的最新成員，確保在套用方面與所有其他獲得高度讚譽的 Cortex-A 處理器完全兼容。這樣，就可以立即訪問已得到認可的開發平台和軟體體系，包括 Android™、Adobe® Flash® Player、Java Platform Standard Edition (Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian 和 Ubuntu 以及 700 多個 ARM Connected Community™ 成員，這些成員提供套用軟體、硬體和軟體開發工具、中間件以及 SoC 設計服務。
Cortex-A15 MPCore 處理器具有無序超標量管道，帶有緊密耦合的低延遲 2 級高速快取，該高速快取的大小最高可達 4MB。浮點和 NEON™ 媒體性能方面的其他改進使設備能夠為消費者提供下一代用戶體驗，並為 Web 基礎結構套用提供高性能計算。
預計 Cortex-A15 MPCore 處理器的移動配置所能提供的性能是當前的高級智慧型手機性能的五倍還多。在高級基礎結構套用中，Cortex-A15 的運行速度最高可達 2.5GHz，這將支持在不斷降低功耗、散熱和成本預算方面實現高度可伸縮的解決方案。
Cortex-A57
cortex-a57是ARM針對2013年、2014年和2015年設計起點的CPU產品系列的旗艦級CPU，它採用armv8-a架構，提供64位功能，而且通過Aarch32執行狀態，保持與ARMv7架構的完全後向兼容性。在高於4GB的記憶體廣泛使用之前，64位並不是移動系統真正必需的，即便到那時也可以使用擴展物理定址技術來解決，但儘早推出64位，可以實現更長、更順暢的軟體遷移，讓高性能應用程式能夠充分利用更大虛擬地址範圍來運行內容創建應用程式，例如視頻編輯、照片編輯和增強現實。新架構可以運行64位作業系統，並在作業系統上無縫混合運行32位和64位應用程式。ARMv8架構可以實現狀態之間的輕鬆轉換。
除了ARMv8的架構優勢之外，Cortex-A57還提高了單個時鐘周期性能，比高性能的Cortex-A15CPU高出了20%至40%。它還改進了二級高速快取的的設計以及記憶體系統的其他組件，極大的提高了能效。Cortex-A57將為移動系統提供前所未有的高能效性能水平，而藉助big.LITTLE，SoC能以很低的平均功耗做到這一點。
Cortex-A72處理器
Cortex-A72是ARM性能最出色、最先進的處理器。於2015年年初正式發布的Cortex-A72是基於ARMv8-A架構、並構建於Cortex-A57處理器在移動和企業設備領域成功的基礎之上。在相同的移動設備電池壽命限制下，Cortex-A72能相較基於Cortex-A15的設備提供3.5倍的性能表現，展現優異的整體功耗效率。
Cortex-A72的強化性能和功耗水平重新定義了2016年高端設備為消費者帶來的豐富連線和情境感知（context-aware）的體驗，這些高端設備涵蓋高階的智慧型手機、中型平板電腦、大型平板電腦、翻蓋式筆記本、一直到外形規格可變化的移動設備。未來的企業基站和伺服器晶片也能受惠於Cortex-A72的性能，並在其優異的能效基礎上，在有限的功耗範圍內增加核心數量，提升工作負載量。
Cortex-A72可在晶片上單獨實現，也可以搭配Cortex-A53處理器與ARMCoreLinkTMCCI高速快取一致性互連（CacheCoherentInterconnect）構成ARMbig.LITTLETM配置，進一步提升能效。
Cortex-A72是目前基於ARMv8-A架構處理器中性能最高的處理器。它再次展現了ARM在處理器技術的領先地位，在提升新的性能標準之餘，同時大幅降低功耗，可廣泛地擴展套用於移動與企業設備。
智慧型手機是目前大眾主要的計算平台，提供使用者隨時隨地創造、強化以及使用內容的功能。擬真且複雜的圖像與視頻捕捉、主機級遊戲般的性能、用來進行文檔與辦公套用流暢處理的生產力套件等，這些需求促使Cortex-A72如此高端性能的處理器面市，執行這些服務的設備被要求在更輕薄、更時尚的外形設計之下，必須全天候處理日益增長的CPU和GPU工作負載，這使得製造商不得不將精力用在尋找高能效的處理器核心。在智慧型手機、平板電腦、甚至是大尺寸的移動設備，Cortex-A72能通過出色的能效與記憶體系統，提功絕佳的用戶體驗。將Cortex-A72與Cortex-A53處理器以ARMbig.LITTLE™（大小核）處理器進行配置，可以擴展整體的性能與效率表現。
套用
Cortex-A72是ARM性能最出色的處理器，專為在ARM低功耗架構下要求高效能的各種設備所設計。
其目標套用市場包括：高端智慧型手機、大螢幕的移動設備、企業網路設備、伺服器、無線基台、數位電視。
