索饭必读历代掌机对比 PSVita硬件天书

3、善解人衣,索尼PSVita硬件分析

1)深喉揭秘之CPU

  PSVita的CPU是ARM®Cortex-A9,它可以是单核、双核或四核,而索尼则选择了四核。CPU可有两种配置,一种是省电,第二种是性能。省电配置耗电0.5W,速度800MHz,并有4,000DMIPS计算能力。性能配置的耗电1.9W,速度2GHz,计算能力20,000 DMIPS。相比之下,iPad2,用的是同一公司双核的Cortex-A8 CPU,主频为1.0GHz。


ARM®Cortex处理器架构图

   从游戏的角度来审视iPad2的A5 CPU的构成的话,以处理器数量来说,其数量为PSVita的一半。PSVita将会基于四核心ARM Cortex-A9处理器核心,PowerVR SGX5核心。PowerVR核心将会由每个拥有16个scalar处理器核心组成,这样总数量则达到了64个。

根据推测,PSVita最初配备的芯片将会基于45~40nm工艺,其目标最终会提升至32~28nm。总之工艺的提升伴随而来的就是成本的下降。NGP(PSP2)在设计的中途提升了核心数量,这应该是由于工艺提升的原因。

  而这也意味着在进入32~28nm时代之后,其它高性能便携产品也将会配备四核GPU,而四核心GPU也将会带来更高的图形性能。实际上NVIDIA公司是计划28nm工艺在第三代Tegra「Kal-El」上应用,将ARM Cortex-A9提升至四核心设计,同时流处理器数量也会大幅提升。

因此在这种多核心发展的背景下,除了生产工艺以外,多核心化也会成为CPU厂商的发展战略。比如ARM的发展计划为Cortex-A8→Cortex-A9→Cortex-A15,将会着重提升单线程和矢量处理性能,同时实现多核心。


Cortex-A15又会给我们带来什么样的惊喜?!

  Cortex-A9处理器能与其他Cortex系列处理器以及广受欢迎的ARM MPCore技术兼容,因此能够很好延用包括操作系统/实时操作系统(OS/RTOS)、中间件及应用在内的丰富生态系统,从而减少采用全新处理器所需的成本。

  通过首次利用关键微体系架构方面的改进,Cortex-A9处理器提供了具有高扩展性和高功耗效率的解决方案。利用动态长度、八级超标量结构、多事件管道及推断性乱序执行(Speculative out-of-order execution),它能在频率超过1GHz的设备中,在每个循环中执行多达四条指令,同时还能减少目前主流八级处理器的成本并提高效率。

  掌机CPU掠科普:DMIPS:Dhrystone Million Instructions executed Per Second :主要用于测整数计算能力,表示在Dhrystone这样一种整数运算测试程序的测试方法下,同一秒内系统的处理能力,即每秒执行了多少百万条指令。

  ARM:ARM的设计是Acorn电脑公司(Acorn Computers Ltd)于1983年开始的开发计划。ARM架构,过去称作进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine,更早称作:Acorn RISC Machine),是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,ARM处理器非常适用于行动通讯领域,符合其主要设计目标为低成本、高效能、低耗电的特性。

  在今日,ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例,使它成为占全世界最多数的32位架构之一。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到,从可携式装置(PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏,和计算机)到电脑外设(硬盘、桌上型路由器)甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此还有一些基于ARM设计的派生产品,重要产品还包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。

  ARM的经营模式在于出售其知识产权核(IP core),授权厂家依照设计制作出建构于此核的微控制器和中央处理器。最成功的实作案例属 ARM7TDMI,几乎卖出了数亿套内建微控制器的装置。

  Cortex:在Cortex之前,ARM核都是以ARM为前缀命名的,从ARM1一直到ARM11,之后就是Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思,而大脑皮层正是人脑最核心的部分,估计ARM公司如此命名正有此含义吧。

  Cortex系列属于ARMv7架构,这是ARM公司最新的指令集架构。ARMv7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器微控制器。由于应用领域不同,基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同,基于v7A的称为Cortex-A系列,基于v7R的称为Cortex-R系列,基于v7M的称为Cortex-M系列。

家族 架构 内核 特色 高速缓存(I/D)/MMU 常规MIPS 于MHz 应用
Cortex ARMv7-A Cortex-A8 Application profile, VFP, NEON, Jazelle RCT, Thumb-2, 13-stage pipeline

可变动 (L1+L2),

MMU+TrustZone

up to 2000 (2.0  DMIPS/MHz  从600 MHz 到超过 1 GHz的速度) Texas Instruments  OMAP3
ARMv7-R Cortex-R4(F)

Embedded 

profile,

(FPU)

可变动高速缓存,MMU可选配 600 DMIPS poadcomis a user
ARMv7-M Cortex-M3 Microcontroller  profile 无高速缓存,(MPU) 120 DMIPS  @ 100MHz Luminary Micro 微控制器家族

Cortex内核种类

  ARM Cortex处理器系列都是基于ARMv7架构的产品,从尺寸和性能方而来看,既有少于33000个门电路的Cortex-M系列,也有高性能的Cortex-A系列。其中,Cortex-A系列是针对日益增长的,运行包括Linux、Windows,CE和Symbian操作系统在内的消费娱乐和无线产品设计的;ARM Cortex-R系列针对的是需要运行实时操作系统来进行控制应用的系统,包括汽车电子、网络和影像系统;ARM Cortex-M系列则面向微控制器领域,为那些对开发费用非常敏感同时对性能要求不断增加的嵌入式应用所设计的。可见随着在各种不同领域应用需求的增加,微处理器市场也在趋于多样化。

 

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