ARM Cortex-A Series Processors
ARM Cortex A53 Versus CortexA15
The Cortex A53 uses the ARMv8-A architecture to support 32-bit ARMv7 code and 64-bit AArch64 execution state. The Cortex-A53 processor architecture was released in 2012 designed for reduced power consumption and improved energy efficiency. It offers better performance than the Cortex-A7 processor and can be used as a stand-alone major application processor, or with the Cortex-A57 processor to form a big.LITTLE configuration. The Cortex-A53 offers higher performance than the Cortex-A9 at the same frequency.
The Cortex-A15 was first released in 2010 and is based on the 32-bit ARMv7-A architecture. The Cortex-A15 has 32 KB of Instruction and Data Cache respectively. The Cortex-A15 has a pipeline depth of 15 whereas the Cortex-A53 has only 8, making the A15 faster. The ARM Cortex A15 was the next generation processor that ended up in a huge number of devices in 2013. The 249$ Chromebook and the Nexus 10 were both powered by Cortex A15-based SoCs.
ARM Cortex A53 Versus Cortex A15 Benchmark
ARM Cortex A53 Versus Other Cortex-A Series Processors
Dhrystone MIPS (Million Instructions Per Second)
The speed of a given CPU depends on many factors, such as the type of instructions being executed, the execution order etc. The MIPS (million instructions per second) value can be useful when comparing performance between processors made with similar architecture, However, MIPS doesn’t make sense when processors are based on different architecture. For this reason, DMIPS / MHz (Dhrystone MIPS) is considered whilst estimating the performance of CPUs, wherein DMIPS result is divided by CPU frequency to enable easy comparison of CPUs running at different clock rates.
DMIPS is a sort of a simple benchmark without I/O tests. The Dhrystone benchmark provides a measure of integer performance (no floating point instructions). The DMIPS/Mhz (Dhrystone MIPS/Megahertz) values are sourced from multiple websites. The DMIPS value for Cortex-A75 and Cortex-A55 are estimated using the performance increase as claimed by ARM. As claimed, “Cortex-A55 delivers significantly higher performance than the Cortex-A53 across the board, including integer (+18%)” and “Cortex-A75 processor provides a significant boost in single-thread performance using a fully out-of-order, variable-length, and symmetrical three-way superscalar pipeline. With over 20% more integer core performance”.
在如今这个电子产品泛滥的年代，仅仅靠品牌或是外观已经不足以辨别产品的优劣，其内置的处理器自然也就成为了分辨产品是否高端的标准之一。那么我们今天就不妨好好了解一下近几年来电子产品中较为主流的RAM处理器。
在这之前让我们先简单认识一下处理器的架构。所谓处理器架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。
下面我们将详细了解近年来ARM公司发布的数款A系列处理器。ARM公司的Cortex-A系列处理器适用于具有高计算要求、运行丰富操作系统以及提供交互媒体和图形体验的应用领域。
Cortex-A73
这是ARM 2016年发布的最新A系列处理器，Cortex-A73支持全尺寸ARMv8-A构架，ARMv8-A是ARM公司的首款支持64位指令集的处理器架构，包括ARM TrustZone技术、NEON、虚拟化和加密技术。所以无论是32位还是64位，Cortex-A73都可以提供适应性最强的移动应用生态开发环境。Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接口和ARM的big.LITTLE系统一体化接口，采用了目前最先进的10nm技术制造，可以提供比Cortex-A72高出30%的持续处理能力，非常适合移动设备和消费级设备使用。预计今年晚些时候到2017年，Cortex-A73处理器将会逐渐覆盖到我们合作伙伴的高端智能手机、平板电脑、翻盖式移动设备、数字电视等一系列消费电子设备。
Cortex-A72
Cortex-A72最早发布于2015年年初，也是基于ARMv8-A架构，采用台积电16nm FinFET制造工艺，Cortex-A72可在芯片上单独实现性能，也可以搭配Cortex-A53处理器与ARMCoreLinkTMCCI高速缓存一致性互连（CacheCoherentInterconnect）构成ARMbig.LITTLETM配置，进一步提升能效。在相同的移动设备电池寿命限制下，Cortex-A72能相较基于Cortex-A15的设备提供3.5倍的性能表现，相比于Cortex-A57也有约1.8倍的性能提升，展现出了优异的整体功耗效率。Cortex-A72是目前基于ARMv8-A架构处理器中使用最广泛的处理器之一，主要其应用市场包括高端智能手机、大屏幕的移动设备、企业网路设备、服务器、无线基台、数字电视。
Cortex-A57
Cortex-A57是ARM针对2013年、2014年和2015年设计起点的CPU产品系列的旗舰级CPU，它也是ARM首次采用64位ARMv8-A架构CPU，而且通过Aarch32执行状态，保持与ARMv7架构的完全后向兼容性。除了ARMv8的架构优势之外，Cortex-A57还提高了单个时钟周期性能，比高性能的Cortex-A15 CPU高出了20%至40%。它还改进了二级高速缓存的的设计以及内存系统的其他组件，极大的提高了能效。Cortex-A57将为移动系统提供超高能的性能，而借助big.LITTLE，SoC能以很低的平均功耗做到这一点。其主要面对的是中高端电脑，平板电脑以及服务器产品。
Cortex-A53
Cortex-A53同样是采取了ARMv8-A架构，能够支持32位的ARMv7代码和64位代码的AArch64执行状态。A53架构特点是功耗降低、能效提高。其目标是28nm HPM制造工艺下、运行SPECint2000测试时，单个核心的功耗不超过0.13W。它提供的性能比Cortex-A7处理器的功率效率更高，并能够作为一个独立的主要的应用处理器，或者搭配Cortex-A57处理器构成big.LITTLE配置。Cortex-A53在相同的频率下，能提供比Cortex-A9更高的效能。其主要面对的是中高端电脑，平板电脑，机顶盒，数字电视等。
Cortex-A35
Cortex-A35是基于ARMv8-A 64位架构设计的一款低功耗CPU，其目的是为了取代此前32位Cortex-A7和Cortex-A5两颗老核心，采用和A53/A7类似的顺序有限双发射设计，同时融入了A72的一些新特性，并在前端重新设计了指令预取单元，提升了分支预测精度。此外，A35还采用了A53的缓存、内存架构，可配置8-64KB一级指令和数据缓存、128KB-1MB二级缓存，加入了NEON/FP单元，改进了存储性能，支持完整流水线的双精度乘法，还为CPU核心、NEON流水线都配备了硬件保留状态(独立电源域)以提升电源管理效率。在同样的工艺、频率下，A35的功耗比A7低大约10%，同时性能提升6-40%。而对比A53，它可以保留80-100%的性能，但是功耗降低32%、面积缩小25%，能效提升25%。A35还可以和A53、A57、A72等大核心搭配，组成big.LITTLE混合架构系统，进一步提升系统能效。其主要定位于低功耗的低端手机、可穿戴、物联网等领域。
Cortex-A32
这是ARM 新一代构架中，唯一一个 32 位（ARMv7-A ）架构的处理器，但 A32 就像是 32 位版的 A35，目标很明显，就是在效能比本来就逆天的 A35 的基础上进一步控制功耗。A32 架构主打芯片面积、功耗控制和能耗比，其停留在 32 位（ARMv7-A 指令集），指令预取单元针对效率进行了重新设计，一、二级暂存、浮点和 DSP 操作性能则针对速度进行了改进，并引入了新的电源管理特性。其支持 TrustZone 安全加密、NEON SIMD 指令集、DSP / SIMD 扩展、VFPv4 浮点计算、虚拟硬件等。A32 可以在 32 位下提供和 A35 一样的性能。但更低功耗，让它的效能比（单位电能产出的性能）比 A35 还要高 10%、比 A5 高 30%、比 A7 高 25%。A35 可以透过提升频率达到 A53 80-100% 性能，也就是说，A32 也可以在 32 位下达到同样的性能等级，这时候的芯片面积只有 A53 的 68%，而功耗则只有 A53 的 61%。
在 64 位之下，A35 都有代替 A53 架构的实力，而在 32 位中，A32 就已经是完胜所有人的境界了，而且比起 64 位的 A35 架构，32 位的 A32 更适合用在穿戴设备和物联网产品上。
Cortex-A17
A17仍然基于32位ARMv7-A指令集，初期会采用28nm工艺，后期进化到20nm。本质架构和A12一样都是双宽度、乱序发射，仅仅是改进了外部互联，引入了新的一致性总线AMBA4 ACE，可以更快速地连接内存控制器，从而改善性能和能效。得益于这个新的总线，A17可以支持多核心SoC的完整内存一致性操作，能够参与big.LITTLE双架构混合方案，在特定频率、工艺、内存条件下，A17的性能比A12提升大约40%。在某些特定的环境中，A17的性能已经可以和A15处于一个档次了，但是功耗更低、能效更高。虽然在命名上排在Cortex-A15之上，但其定位中端，而不是高端。
Cortex-A15
Cortex-A15最早在2010年发布，基于32位ARMv7-A架构。A15和A9同样具备乱序执行，但是Cortex-A15具备（两倍）的指令发射端口和执行资源，指令解码能力也要高出50%，动态分支预测能力更强（采用了多层级分支表缓存），指令拾取带宽更强（128 bit vs 64 bit），这些都能让A15的流水线执行具备更高的效率。除此以外，A15采用了VFPv4浮点单元设计，能执行FMA指令以及硬件除法指令，相较而言A9的峰值向量浮点性能基本上只有A15的一半。Cortex-A15处理器可以应用在智能手机、平板电脑、移动计算、高端数字家电、服务器和无线基础结构等设备上。
Cortex-A9
ARM Cortex-A9采用ARMv7-A架构，目前我们能见到的四核处理器大多都是属于Cortex-A9系列。 Cortex-A9 处理器的设计旨在打造最先进的、高效率的、长度动态可变的、多指令执行超标量体系结构，提供采用乱序猜测方式执行的 8 阶段管道处理器，凭借范围广泛的消费类、网络、企业和移动应用中的前沿产品所需的功能，它可以兼具高性能和高能效。Cortex-A9 微体系结构既可用于可伸缩的多核处理器（Cortex-A9 MPCore多核处理器），也可用于更传统的处理器（Cortex-A9单核处理器）。可伸缩的多核处理器和单核处理器支持 16、32 或 64KB 4 路关联的 L1 高速缓存配置，对于可选的 L2 高速缓存控制器，最多支持 8MB 的 L2 高速缓存配置，它们具有极高的灵活性，均适用于特定应用领域和市场。
Cortex-A8
ARM Cortex-A8处理器，基于ARMv7-A架构，是目前使用的单核手机中最为常见的产品。Cortex-A8处理器是首款基于ARMv7体系结构的产品，能够将速度从600MHz提高到1GHz以上。Cortex-A8处理器可以满足需要在300mW以下运行的移动设备的功率优化要求；以及需要2000 Dhrystone MIPS的消费类应用领域的性能优化要求。Cortex-A8 高性能处理器目前已经非常成熟，从手机到上网本、DTV、打印机和汽车信息娱乐，Cortex-A8处理器都提供了可靠的高性能解决方案。
Cortex-A7
Cortex-A7采用ARMv7-A架构，它的特点是在保证性能的基础上提供了出色的低功耗表现。Cortex-A7处理器的体系结构和功能集与Cortex-A15 处理器完全相同，不同这处在于，Cortex-A7 处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效，因此这两种处理器可在big.LITTLE（大小核大小核心伴侣结构）配置中协同工作，从而提供高性能与超低功耗的终极组合。单个Cortex-A7处理器的能源效率是Cortex-A8处理器的5倍，性能提升50%，而尺寸仅为后者的五分之一。
Cortex-A5
Cortex-A5处理器同样基于ARMv7-A架构，它是能效最高、成本最低的处理器，能够向最广泛的设备提供最基础的 Internet 访问。Cortex-A5 处理器在指令以及功能方面与更高性能的 Cortex-A8、Cortex-A9 和 Cortex-A15 处理器完全兼容 - 一直到操作系统级别。Cortex-A5 处理器还保持与经典 ARM 处理器（包括 ARM926EJ-S、ARM1176JZ-S 和 ARM7TDMI?）的向后应用程序兼容性。其定位于从入门级智能手机、低成本手机和智能移动设备以及基础工业设备。
为了给大家介绍一个更直观的感受，请看下面这张图
如图所示，绿色的部分都是v7-A的架构，蓝色的是v8-A架构，基本上绿色都是可以支持到32和64位的，除了A32，只支持到32位。在右边的每个部分，比如说需要高效能的最上面的A15-A73这个部分是最高效的，接下来就是比较注重整个效率的部分了，中间那个部分是比较高效率的，最下面那栏的是效率最好的，在电池的效能方面达到了最好的标准。
如果非要给他们一个排序的话，从高到低大体上可排序为：Cortex-A73处理器、Cortex-A72处理器、Cortex-A57处理器、Cortex-A53处理器、Cortex-A35处理器、Cortex-A32处理器、Cortex-A17处理器、Cortex-A15处理器、Cortex-A7处理器、Cortex-A9处理器、Cortex-A8处理器、Cortex-A5处理器。
以上就是ARM Cortex-A系列处理器的基本资料，参照百度百科等多家网站整理总结，如有不妥之处欢迎指正。希望对您有所帮助。