功耗vs.性能：ARM处理器节能的四种方式
ARM处理器最大的优势之一就是其低功耗，专业的嵌入式市场不说，单就我们身边的手机和平板例子来说低功耗就可以提高续航时间，改变那种“有电就NB，没电就SB”的囧态。
性能与功耗则是一对矛盾综合体，性能越高意味着更多的执行单元，芯片复杂度也随之升高，功耗也会提高，但是技术的进步又能改进处理器的功耗，使得功耗比更优，因此节能省电的第一个入手点就是架构设计。
Cortex-A9 vs.A7 vs.A15
ARM目前的主流指令集是32位的ARMv7，其中又可以分为Cortex-A5、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A7以及Cortex-A15，前面两个已经不是主流了，我们只看目前应用较多或者即将大规模应用的Cortex-A9、Cortex-A7以及Cortex-A15，以下简称A7、A9和A15。
根据ARM及网上的资料，我们可以整理出这些架构的每MHz性能——DMIPS/MHz，这个参数是指每MHz频率下Dhrystone VAX MIPs性能
从架构性能上看，A7只有1.9DMIPS/MHz，比A9低了四分之一，而A15的架构性能比A9高40%。不过处理器性能比较还不能脱离制程工艺的影响，A15与A7普遍使用28nm工艺，比A9的32/40nm要先进，频率也可以更高，功耗则会更低。
A7架构是ARM开发的效能最高的处理器之一，ARM称其拥有主流级别的性能同时效能比是A8架构的5倍还多。
A7与A15架构是100%兼容的，共享终端
另外，A7与A15架构在功能及软件上也是100%兼容的，二者共享内存控制器以及系统接口等，可以无缝切换。
总之，架构设计是ARM处理器节能的第一选择，A7架构虽然编号上比A9还小，但是A9架构是ARM公司2007年发布的，而A7是2011年才推出的，甚至比2010年的A15架构还要新，ARM在功耗优化上没少费心思。
架构是ARM处理器节能降耗的第一关，不过厂商选择那种结构并不全是考虑功耗，而是市场驱动，所以还需要其他的方式。
高通独创：异步双核
SSD中有异步和同步闪存之分，多核ARM处理器中也有这样的例子，只不过ARM公版设计中多核处理器都是同步运行的，而习惯自己开发架构的高通还有一项独门秘技——异步双核，也就是大家常说的伪双核。
高通的异步双核技术全称是Asynchronous Symmetric Multiprocessing（异步对称多处理器，简称aSMP），很多人认为这是高通耍花招，实际上高通认为这是一种高明的节能技术，因为目前的软件和系统并不是完全需要多核心同时运行的，而具备aSMP技术的高通处理器中每个内核都可以运行在不同的频率和电压上，这样做可以降低功耗，比其他处理器更节能。
骁龙S4家族的aSMP技术可以节省20-40%的能耗
aSMP异步多核目前主要是高通在用，NVIDIA等其他厂商也有不同的节能技术，比如vSMP。
vSMP：隐藏核心的4+1设计
NVIDIA在推出首款四核Tegra 3处理器时使用了另外一种四路的节能设计，除了正常的四个A9核心之外还有一颗伴生核心，相比其他核心1.4-1.5GHz的运行频率，这颗伴生核心频率只有500MHz，电压也低得多，NVIDIA称这种节能方式为Variable SMP Processor（可变多线程处理器，简称vSMP），正式定名叫做4-Plus-1。
vSMP的隐藏核心在OS中是不可见的，它在待机、视频及音频播放时启用，而其他四颗核心会关闭，由于它的功耗相对来说低得多，因此也会有明显的节能效果，特别是在音视频播放上，Tegra 3处理器号称拥有12小时的视频播放时间。
这种设计也在最新的Tegra 4处理器上得以延续，同时伴生核心的架构也升级到了A15，与其他核心继续完全兼容。
big.LITTLE：ARM的高性能低功耗解决方案
除了单一的架构优化之外，ARM也在去年推出了big.LITTLE技术以解决ARM处理器在高性能与低功耗之间的平衡的问题，简单来说就是多核处理器中集成两种不同的ARM内核，它们根据不同任务需要动态切换，目前的组合方式是Cortex-A15与Cortex-A7，ARMv8时代还有Aortex-A57与Cortex-A53的搭配。
big.LITTLE的推出也是顺理成章的，A7架构设计之处就考虑到了与A15架构100%兼容的问题了，而且前面也提高了二者是可以共享系统接口的，在不需要高性能的情况下启用A7核心，高性能应用如3D游戏、网络视频之类的场合则会切换到A15架构上。
当然，big.LITTLE架构的多核有一定的“水分”，因为A7和A15核心不会同时工作，所以实际可用的核心数量会减半。此外，A7与A15核心切换需要20000个周期，不过1GHz频率下每周期只有以十亿分之一秒，2万个循环周期只相当于0.02毫秒，人眼是感觉不出来的。
使用big.LITTLE架构之后ARM称可在同样的性能下节省50%的能耗，对今年普及Cortex-A15架构处理器还是大有裨益的。
游客 2018-10-12 06:02
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游客 2017-03-04 19:18
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游客 2017-01-30 09:12
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游客 2016-11-27 07:43
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游客 2016-11-27 02:26
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游客 2016-08-04 01:43
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游客 2016-08-03 22:26
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游客 2016-08-03 21:28
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游客 2016-08-03 21:18
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游客 2016-07-05 21:19
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游客 2016-07-05 20:04
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游客 2016-05-16 03:41
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游客 2016-05-14 01:34
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游客 2016-05-13 23:32
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游客 2016-04-06 11:47
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游客 2016-03-31 15:27
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游客 2016-03-01 05:28
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游客 2016-01-02 02:42
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游客 2015-11-28 17:42
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游客 2015-11-10 03:09
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游客 2015-10-16 23:30
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游客 2015-10-16 08:26
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游客 2015-09-29 00:18
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游客 2015-08-19 10:36
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游客 2014-08-05 12:49
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游客 2014-05-25 17:45
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游客 2014-03-26 00:08
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游客 2014-03-26 00:07
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游客 2014-02-18 02:14
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游客 2014-02-18 01:58
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