熟悉的陌生人——ARM处理器

这是一个熟悉的陌生人：大家都在用，却一直不甚了解的CPU——ARM处理器。

据统计，超过90%的手机/平板处理器使用了ARM架构。包括苹果iPhone/iPad使用的A4、A5、A5X、A6、A6X处理器，都是基于ARM架构的。

相较于对PC处理器的了解，ARM一直蒙着神秘的面纱。不同于PC处理器Intel、AMD两分天下的明朗格局，ARM处理器的制造厂商众多，并且有些厂商并未完全照用ARM的架构，而是又在其上进行了更深的开发。这就使得ARM体系看起来更为复杂。

ARM处理器内核架构：

首先从型号说起。因为ARM公司自己并不生产处理器，而是指定标准，授权给客户来制造。所以ARM架构的处理器型号都是按照各个生产商各自指定的。不过架构总归还是ARM来指定的，这就有一个体系：

看到这里就有点乱了，ARM Vx可以理解为第x代，而同时早期的ARM处理器还有直接用ARM+数字来命名的。显然ARM11属于ARMv6，是不如ARMv7架构下的产品的，这里不是数字越大越好了哦。如果某某得意的对你说，我的手机处理器是ARM11架构的，那就果断鄙视他好了，落后太多了！

从ARMv7，也就是第七代产品开始，ARM可能也意识到了跑版本号的无趣，同时也需要对不同定位的产品进行明确的分类，从而将第七代产品又细分为Cortex-A、Cortex-M、Cortex-R三种。我们平时能看到的多是Cortex-A应用处理器。而Cortex-M和Cortex-R则分别对应微控制器与实时处理领域。

当前比较主流的手机/平板处理器都是ARMv7这一代的Cortex-A处理器，而这其中又可分为Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15与Cortex-A7架构。数字很多，也有重复的数字，但是要注意出现的位置，代表了不同的含义。

ARM11处理器：
典型时钟频率：412Mhz
无NENO多媒体指令集
整数运算能力1.25 DMIPS/Mhz
不具备乱序指令执行能力
代表产品：高通MSM7200、MSM7201A、MSM7227，德州仪器OMAP2420
苹果1代和其3G版本以及iPod Touch 1代、2代的处理器都属于ARM11架构。

Cortex-A8处理器：
典型时钟频率：600Mhz-1Ghz
超标量微架构
NEON多媒体指令集
整数运算能力2.0 DMIPS/Mhz
不具备乱序指令执行能力
代表产品：德州仪器OMAP3xxx系列、瑞芯微RK2918、全志A10/A13（这命名够有迷惑力！）
iPhone 3GS、iPod Touch3代和4代、iPhone4、魅族M9的处理器都属于Coretex-A8架构。

Cortex-A9处理器：
典型时钟频率：1.2Ghz
超标量微架构
NEON多媒体指令集
整数运算能力2.5 DMIPS/Mhz
具备乱序执行能力
代表产品：德州一起OMAP4430/4440、Nvidia Tegra2/Tegra3、三星Exynos4210/4212/4412、苹果A5处理器、联发科MT6575/6577
iPad2、三星i9300、魅族MX、魅族MX2的处理器都属于Cortex-A9架构。

从上面的发展对比中可以看到，不同时代的ARM处理器，其执行效率也在提升，所以不能仅仅从主频对比中得到其性能差异。高主频不代表高性能，最重要的还是要看架构的先进性。

A7与A15是当前最新的架构，指令集通用。A7主打低功耗，而A15主打高性能。在三星最新的Exynos 5 Octa处理器中，就集成了4个Cortex-A7核心和4个Cortex-A15核心。低负载时使用A7架构的核心，需要高性能时则使用A15架构的核心。而在更多的产品中A7架构多用于手机处理器，而A15由于功耗原因多用在超轻薄笔记本与平板设备之中。

不得不提的高通：

在移动处理器领域，ARM是架构制定者，而高通则是制造商里的最大市场份额占领者。伴随着移动设备的飞速发展，高通的影响力甚至已经震动了PC市场上横霸天下的Intel。作为最重要的ARM处理器生产商，我觉得有必要单独来说一下高通的移动CPU。

高通由于自己具有不俗的技术开发能力，在获得ARM授权后，高通没有直接照用，而是在其上进行了二次开发。现在我们见到的高通处理器分为Scorpion和Krait架构（高通自己的命名）。其中Scorpion是ARM Cortex-A8架构的高通改进版，Krait架构则是ARM Cortex-A15的高通改进版。

高通Scorpion处理器从低端到高端分为Scorpion S1/S2/S3/S4。其中S4为最新的Krait架构，其余皆为Scorpion架构。

早期Scorpion架构基于ARM11（第六代）架构，如MSM7627/7227，在当今已属非常落后，如中兴N880，使用的就是MSM7627。之后高通采用ARM Cortex A8（第七代）架构制造了MSM8655/8255的单核处理器，主频达到1.4Ghz。

在其他厂商开始着力Cortex-A9架构双核处理器的时候，高通则选择了在A8架构上继续改进，开发出了MSM8660/8260以及APQ8060。在高通的改进下，原本不支持乱序执行的A8架构，也拥有了部分乱序执行能力。但毕竟在架构上先天不足，异步双核逻辑架构受到了高频低能的批评。1.5Ghz的高主频双核大致上只相当于Cortex-A9架构处理器1.2Ghz左右的水平，再次印证了频率不代表一切的论据。值得一提的是，小米1代手机就使用了上边提到的MSM8260处理器。

不过异步设计虽然被冠以胶水之名，其功耗上还是有所优势，加上对NENO协处理器的改进，实际性能相比标准的Cortex-A8处理器还是有一定提升的。

总结：

ARM的确是一片比较陌生的领域，个人理解有限，无法做到详尽介绍，欢迎大家批评斧正。移动设备领域发展瞬息万变，影响设备性能的不仅有CPU的架构，更有GPU的影响，此文权当抛砖引玉，希望能够引发大家对于影响移动设备性能因素的更多讨论与关注。

感谢大D来了，提供了很多我不了解的内容