ARM最新CPU架构Cortex-A72详解

2月4日上午，ARM在北京金隅喜来登酒店召开发布会，正式发布了推出了全新的Cortex-A72构架以及Mali-T880图形芯片。

Cortex-A72：最高性能的ARM Cortex处理器

新一代的Cortex-A72构架基于64位ARMv8设计，是目前的Cortex-A57架构计算速度的2倍，Cortex-A15的3.5倍。基于ARMv8-A架构的Cortex-A72处理器不仅提供优异能效的64位处理能力，同时能与既有的32位软件兼容。为了进一步简化芯片实现，还加入了基于台积电（TSMC）先进的16纳米FinFET+工艺节点的ARM POP IP。Cortex-A72能在16纳米FinFET工艺节点上，以2.5GHz的频率实现运行，并可在更大尺寸的设备中，扩展频率。

同时，16nm FinFET工艺下的Cortex-A72在功耗方面相比28nm的Cortex-A15要低75%。如果将Cortex-A72及Cortex-A53处理器以ARM big.LITTLE（大小核）处理器进行配置，功耗可进一步降低40%-60%。

此外，最多支持的CPU簇也从2个增加到4个。理论上讲，你可以在一颗处理器内塞进两组八个Cortex-A72、两组八个Cortex-A53，从而构成16核心处理器！

Mali-T880：突破移动图形与视觉体验

基于Mali-T880图形处理器的设备与目前基于Mali-T760的设备相比，在相同工作负载的情况下，图形处理性能可提高1.8倍，而功耗则能降低40%。ARM POP IP同时也支持Mali-T880在TSMC 16纳米FinFET+工艺节点下的实现。通过功耗效率、额外计算能力以及可扩展性方面等领先优势，Mali-T880在功耗受限的移动及消费电子平台上实现了复杂的高端使用情境。对移动游戏玩家而言，意味着能够获得更先进的主机级游戏体验。搭配Mali-V550视频处理器和Mali-DP550显示处理器，Mali-T880对于10位YUV的原生支持为高端4K分辨率内容带来了令人惊叹的保真效果。

功耗效率是Mali全系列IP的设计指导原则，包括一系列经过验证的多样化系统带宽压缩技术。在高端设备的配置中，Mali-V550视频处理器全面支持单一内核的HEVC编码与解码，并在八核的配置下，可将性能扩展至4K120帧分辨率。Mali-DP550显示处理器则能针对诸如合成、缩放、旋转和图形后处理等来卸载图形处理器的任务，提供增强性能，以最大化电池寿命。

CoreLink CCI-500：扩展系统级芯片（SoC）整体效率

CoreLink CCI-500高速缓存一致性互连不仅可促成big.LITTLE处理架构，并且得益于集成式探听过滤器，从而使探听控制不再局限于单个簇内部的CPU之间，可以扩展到整个处理器的所有核心，可节省系统层级功耗。

这样一来，处理器需要执行的缓存查询工作量就会大大减少，效率自然随之增加，最终的好处就是互连过载降低、CPU核心空闲时间更多。CoreLink CCI-500提供双倍的峰值内存系统带宽，相较于上一代的CoreLink CCI-400，提升30%的处理器内存性能，由此可实现更灵敏的用户界面、并加速了如生产力应用、视频编辑及多任务处理等内存密集型工作负载处理速度。CoreLink CCI-500全面支持ARM TrustZone®安全技术，能保障多媒体路径的安全，让基于Mali系列的设备得以实现多媒体内容的保护。

通过FinFET技术 缩短上市时间

基于TSMC先进的16纳米FinFET+工艺节点的POP IP，可允许芯片供应商在可预期的性能、功耗及上市时间的情况下，实现从32/28纳米工艺节点向更先进工艺节点的迁移。ARM POP IP可让Cortex-A72在典型的环境下，保持智能手机运行于2.5GHz，并在较大尺寸的设备中可扩展至更高性能。POP IP同时也支持Mali-T880在TSMC 16纳米FinFET+工艺节点下的实现。

ARM总裁伊恩·弗格森表示。“我认为手机领域的创新在加快。 我们认为，手机正在成为主要的计算平台”。据悉，ARM表示Cortex-A72最快会在2016年实现商用，初期采用台积电16nm FinFET制造工艺，因此功耗会有一定的下降。目前，海思、联发科、瑞芯微厂商等都已购买了Cortex-A72的授权，相信在不就得将来采用Cortex-A72构架的国产芯片会面世。

ARM合作伙伴证言

海思半导体图灵业务部部长姚刚表示："随着越来越多的设备及用户开始通过云的连接来获取数码体验，保持设备连接、数据的获取、高价值内容的发布与存储等需求都正在经历巨大的变革。海思半导体始终致力于提供兼具更高性能和出色能效比的平台以满足客户需求。我们非常支持ARM推出的这一套高端移动平台IP组合：高于3倍2014年主流设备性能的Cortex-A72处理器将改变游戏规则，而使用最先进技术的Mali-T880会为用户提供顶级的图形体验。相信我们的伙伴关系能够共同引领移动与网络解决方案的全新时代。"

联发科技资深副总经理陈冠州指出："移动市场的创新步伐正在以前所未见的速度前进，这意味着我们必须快速地为客户提供最新的技术。我们非常荣幸能够与ARM合作发布Cortex-A72处理器，并将ARMv8-A架构领先的性能和功耗效率基准引入市场。终其目的就是在应用、内容与设备复杂度日益增加的情况下，为终端使用者提供更好的用户体验。"

瑞芯微电子首席营销官陈锋表示："越来越多的消费者已经把智能手机、平板电脑、笔记本、平板手机以及其他大尺寸设备作为日常主要的计算平台。而这些较大尺寸的设备需要能够扩展至不同处理器配置所提供的更高性能和更佳功耗效率作为支撑。瑞芯微非常高兴能够成为ARM Cortex-A72的合作伙伴，为消费者提供广泛的高端移动平台。我们也将致力于为客户及消费者带来领先的处理器与图形处理器技术和解决方案，以实现个人与企业用户无与伦比的使用体验。"

TSMC设计架构营销部高级总监Suk Lee指出："由于在良率及性能等方面的快速进展，基于Cortex-A57的SoC已经在TSMC 16纳米FinFET+工艺节点上实现了优异的成果。通过结合TSMC 16纳米FinFET+工艺技术与ARM POP IP的实现优势，我们能够协助客户迅速地在2016年初实现基于Cortex-A72高度优化的移动SoC。"

Cadence资深副总裁、EDA首席战略官兼CEO办公室主任徐季平博士表示："Cadence与ARM一直以来维持着紧密的合作关系，并在帮助共同客户实现成功方面展现卓越的成效。为支持全新的ARM高端移动体验IP组合，Cadence创建了一个完整的SoC环境，便于优化实现、并进行操作系统启动时的系统验证与互连子系统性能的分析。ARM在Cortex-A72处理器的开发中采用了Cadence数字与系统至芯片（system-to-silicon）验证工具及其IP，以确保流程符合移动设计的复杂需求，帮助芯片开发厂商缩短上市时间，并在先进工艺节点下实现最佳的性能。"

新思科技（Synopsys）客户服务部门执行副总裁Deirdre Hanford指出："在与ARM长达20余年的合作基础上，我们凭借Synopsys众多的工具帮助客户实现创新产品的快速上市，并同时满足功耗、性能与面积等设计指标。早期授权采用ARM全新IP组合的客户，包括Cortex-A72处理器、CoreLink CCI-500、Mali-T880图形处理器、Mali-V550视频处理器以及Mali-DP550显示处理器，均正使用Synopsys的工具、方法与专业服务，进行产品设计与验证，从而实现高端移动体验。针对全新IP组合中的ARM Cortex-A72，我们的参考实现（Reference Implementation, RI）构建于ARM Cortex-A57及Cortex-A53的成功案例，允许芯片设计厂商有效利用'Synopsys' IC Compiler™ II产品所带来的10倍设计输量，并在移动设备的功耗限制下，达到性能提升的目标。"

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