从ARM9到A15 手机处理器架构进化历程

随着智能手机越来越普及，消费者在选购手机的时候也越来越理性化，除了关心价格和外观之外，手机的性能也成为了人们最关心的因素，大家都知道， 处理器是影响手机性能的最关键的因素，像德州仪器、高通、英伟达以及三星等主流的处理器厂商，大家都已经耳熟能详。但是很多人并不知道，其实它们采用的都 是同一个架构——ARM架构，实际上，处理器采用的架构才是影响处理器性能的关键因素。今天，笔者就和大家一起，聊一聊ARM的那些事。

　　ARM11处理器系列所提供的引擎可用于当前生产领域中的很多智能手机；该系列还广泛用于消费类、家庭和嵌入式应用领域。该处理器的功耗非常 低，提供的性能范围为小面积设计中的350MHz到速度优化设计中的1GHz(45纳米和65纳米)。ARM11处理器软件可以与以前所有ARM处理器兼 容，并引入了用于媒体处理的32位 SIMD、用于提高操作系统上下文切换性能的物理标记高速缓存、强制实施硬件安全性的TrustZone以及针对实时应用的紧密耦合内存。

ARM11结构图

　　ARM1136J－S发布于2003年，是针对高性能和高能效的应用而设计的。ARM1136J－S是第一个执行ARMv6架构指令的处理器， 它集成了一条具有独立的load-store和算术流水线的8级流水线。ARMv6指令包含了针对媒体处理的单指令多数据流(SIMD)扩展，采用特殊的 设计以改善视频处理性能。ARM1136JF－S就是为了进行快速浮点运算，而在ARM1136J－S增加了向量浮点单元。

TI OMAP 2处理器

　　德州仪器OMAP2系列处理器采用了ARM1136架构，其中TI OMAP 2420能管理130—400万像素的摄头和QVGA(240×320)分辨率的屏幕，支持蓝牙、红外和高速USB传输，兼容A-GPS定位功能，可利用 WLAN功能无线上网，支持第三方SD、MMC存储卡扩展，并可使用SD I/O设备，能处理400万甚至更高像素的静态图片，能够记录30帧/秒的VGA(640×480)像素动态有声视频文件，能提供接近Hi-Fi级的3D 环绕音效，支持TV-OUT输出功能，每秒可以计算200万个多边形。代表产品为诺基亚N82、N93、N95等。

高通骁龙S1处理器

　　高通骁龙Snapdragon S1是针对当今大众市场的智能手机所开发的处理器，该处理器运算速度最高可达1GHz主频，是全球首款达到1GHz主频的移动单核产品。采用了65nm工 艺并集成Adreno 200图形处理器(GPU)，采用ARM11架构的处理器型号MSM7627/7227(主频为600-800MHz)和MSM7625/7225(主频 为528MHz)。

Tegra处理器

　　Tegra APX 2500芯片的制程是65纳米，核心频率750MHz，并集成256KB的L2缓存。芯片亦内建GeForce核心，支持OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM 11 MPCore架构，其低耗电设计，使手提电话可以长时间播放音乐或高清影片。此外，它支持720p的MPEG-4与H.264/MPEG-4 AVC的解码。输出方面，它支持HDMI 1.2和双显示输出。之后推出的Tegra APX 2600在APX 2500基础上增强了对NAND闪存的支持。2009年微软推出的Zune HD中使用了Tegra APX 2600芯片。

　　Tegra 600和Tegra 650两款型号，整合ARM 11 MP Core、影音处理器，Tegra 600支持720p H.264和VC-1影片解码，Tegra 650更支持1080p影片解码。该系列目前已停产。