对于如今的智能手机来说,处理器就像大脑一样重要,它指挥着手机能准确的运行各种各样的指令,并且随着处理器算法的进步,这颗“大脑”能够给手机带来更多的更复杂的功能。而对于处理器来说,架构就像大脑中的神经回路,成为处理器性能优秀与否的基础。而在近几年,伴随着 AR、VR 等技术的发展,手机也逐渐由之前的移动终端向遥控器一样的载体发生变化,这也对手机处理器提出了更高的要求,可以看到,处理器的进步在当前的环境下对于手机则起到了几乎决定性的作用。因此,我们就来简单介绍一下 ARM 公司在年中发布的全新处理器架构:Cortex-A73。

 

如果对于手机处理器有所了解,相信对 ARM 公司的 Cortex-A 系列绝不会陌生,Cortex-A 架构有着众多成员。目前在市场上,大部分的处理器主要采用 A53、A57、A72 这三种架构,其中 A53 主打能耗比,多用在千元机的处理器上,如联发科 X10,或者用来与主打性能的大核进行搭配,如骁龙 652。而 A57、A72 则是偏重高性能,承担着高端处理器上应付复杂数据的处理。仅从命名上来看,A53/57/72 基本上可以看成是按数字大小性能依次提高。这样排列,最新推出的 A73 则应该是目前 ARM 公版中性能最强的架构。

 

 

  

▲A73 架构图

  

有意思的是,从产品线来看,Cortex-A57、A72 架构出自于 ARM 在美国德州的奥斯汀团队,而 A53、A73 则是 ARM 在欧洲的团队所设计,因此其实 A73 与 A72 虽然仅仅一个数字之差,但却是两个团队的产品。又或是德州人天性粗犷的性格与欧洲更加文艺气息之间的不同,使得其开发的处理器也有着明显的差异。我们都知道,如今智能手机处理器性能发展速度之快,随之带来的散热、功耗等问题并没有得到很好的解决。之前骁龙 810 的失败证明单纯追求性能并不能提高人们的使用体验,因此 ARM 也意识到对于手机处理器,平衡性能与功耗才能获得更好的实际效果。

  

从 ARM 官方对 A73 架构的介绍:Cortex-A73 仍然采用全尺寸 ARMv8-A 架构,最高可以达到 2.8GHz 主频,可以使用 10nm、14/16nm 工艺,而根据 ARM 官方介绍,当 A73 使用 10nm 工艺时,对比上代 16nm 工艺的 A72,性能有 30%的提升,并且对 AR/VR 都有更好的优化。A73 是采用 ARMv8-A 架构中核心最小的处理器,每核心面积在 0.65mm,并且继续支持 big.LITTLE 架构。从官方的描述中,我们可以提取到 A73 的以下几个特点:

  

1、A73 的最高可支持 2.8GHz 主频,性能相比于 A72 可以提升 30%;

 

  

 

▲A73 采用双发射 L/S

  

每一代处理器的提升都是以性能为目的,当然 A73 也不例外。此次 A73 主频最高可以支持高达的 2.8GHz,在 10nm 工艺下与 16nm 的 A72 相比,性能提升了 30%。在内存方面,A73 采用双发射 L/S 单元,在发射宽度上小于 A72 的三发射,但由于 A73 整个处理器的 11 级核心流水线深度比 A72 的 15 级核心流水线深度更精简,因此发射宽度并没有决定性的影响到 A73 的性能。但由于 A73 的一级缓存由 48kB 提升至 64kB,二级缓存由 A72 的最大 2MB 提升至 8MB,并且为一级缓存和二级缓存都配备了独立的预读器,使得 A73 可以获得接近理论的最大带宽值。得益于各种优化,使得 A73 在极限性能上相比较 A72 有所提高。

 

2、A73 使用 10nm 工艺;功耗最多可降低 30%

 

  ▲A73 采用 10nm 架构,可提升 25%的性能

  

一般来说,更先进的工艺则可以使处理器的性能有所提升。对于当前的处理器,过高的极限性能不仅使得手机续航受到一定的限制,关键还在于对于本身处理器的散热(稳定极限输出)也有着很大的影响。而 A73 采用 10nm 工艺则带来更加稳定的极限性能。A73 在最高性能下可以较长时间内稳定运行,而不像之前 A57 那样只能做“5 秒真男人”。这对于智能手机在实际使用中,尤其是对于大型游戏的体验有着巨大的影响。

  

3、采用 ARMv8-A 内核,每核心面积在 0.65mm 之下。

  

  

▲A73 的核心面积大幅减少

  

目前智能手机的高度集成化,内部空间几乎是寸土寸金,尤其是对于主板部分,极其复杂的电气结构使得对手机处理器的选择心有余而力不足。A73 号称目前处理器中面积最小的高端核心,每颗核心的面积在 0.65mm 之下,相比于 A72 上 1.15mm2 的面积整整小了 43%,而根据 ARM 的数据:A73 在采用 10nm FinFET 工艺,配备 2.8GHz 四核心的情况下,核心面积只有 5mm2。一般来说,手机处理器的制造成本与面积大小成正比,面积越大成本越高,而更小的处理器面积带来更小的成本,或许会对今后中低端手机处理器的格局有着促进的作用。

  

总结:A73 已经发布有一段时间,随着海思麒麟 960、联发科 X30 等可能采用 A73 架构的处理器曝光,使得大家逐渐对 A73 开始又有所讨论。毫无疑问,ARM 早已经不再一味地追求处理器的高性能,而是优先考虑功耗比等更加实际的其它方面,再针对实际使用的特性来对架构进行二次优化。尽管目前我们还尚未拿到采用 A73 架构的处理器真机来进行测试,但从 ARM 官方的介绍来看,A73 这个架构或许会在明年的诸多旗舰机甚至中端机处理器中看到。实际性能究竟如何,我们拭目以待。