ARM芯片介绍(转贴)

作者: 阮一峰

日期: 2010年10月10日

目前,几乎所有的智能手机和MID,使用的都是ARM芯片。

这种芯片相比Intel公司的芯片,指令集较简单,所以功耗低、成本低,特别适用于移动设备。随着性能不断提高,它已经开始装备上网本和平板电脑。

它的名字ARM,指的是英国芯片设计公司ARM Holdings。这家公司自己不制造芯片,专门授权其他公司制造。因此,市场上有多家公司生产多种ARM芯片。再加上,ARM公司目前主要授权三个系列的芯片设计----ARM 9、ARM 11和Cortex,所以就造成普通消费者感到眼花缭乱,不知道如何选择。各种ARM芯片之间到底有什么区别?

今天,我在imp3.net上看到一篇文章,对这个问题做出了最详细的回答,不仅介绍了芯片知识,而且还有助于读者分辨和选择适合自己的移动设备。我把它转贴在下面。

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ARM芯片介绍

作者:nbnb001

原文网址:http://bbs.imp3.net/thread-894970-1-1.html

一、ARM9系列

较小的核心面积带来较低的成本,相对比较省电,但难以冲击更高的频率,总体效能有限。

1. 威盛WM8505/WM8505+

主频:300MHz/400MHz

内存:128M DDR2,16bit

工艺:65nm工艺

Linpack测试:测试:1-1.25MFlops(Android 1.6系统)

视频处理:只有JPEG硬解,视频支持很弱,无3D加速

代表机型:国美飞触1代,山寨VIA平板

【点评】

价格低廉大概是这个方案的唯一优点,不知道国美是怎么忽悠把这个机器卖到999元的......

ARM9 300MHz的主频,自然不用指望有多好的性能,上网都勉勉强强吧。超频的400MHz版本,发热比较大,性能提升又实在有限。

视频能力很弱,也不能当MP4用,最多只能当个Android入门机器玩玩。

淘宝售价低至500-600元,7寸屏。如果不是囊中羞涩到一定程度,实在不推荐这个芯片的机器。真要入门的话,收个二手的智器Q5也比这个好。

性能★☆☆☆☆

视频★☆☆☆☆

2. 瑞芯微RK2808

主频:600MHz

内存:128M SDRAM,32bit

工艺:65nm

Linpack测试: 2-2.5MFlops(Android 1.5系统)

视频处理:Ceva MM2000,基于550MHz的DSP。多格式支持,最高720p,流畅576p。无3D加速。

代表机型:蓝魔W7,爱可视7HT,山寨apad等

【点评】

RK2808算是上市比较早的机器,瑞芯微做了很多宣传。

600MHz的ARM9,性能偏弱,好在瑞芯微的系统优化做得不错,Android 1.5的系统还是比较完善和稳定的,实际速度也不错。

一般的上网,开启网页的速度能让人接受,应付文字为主的网页问题不大,然而对于图片稍多的网页,拖动就会有明显的不流畅。

RK2808带有独立的DSP,因此视频性能获得了明显的提升,支持格式也较为丰富。720p以下的视频均能流畅解码,720p视频中,对RMVB,MPEG4的支持不错,H.264只能到2Mbps的码率。此外VC-1只能保证480p流畅。视频性能足以满足一般用户的需求。但是跟MP4相比,RK2808 Android的视频流畅度稍逊,总有掉帧感。

RK2808的软肋在于采用SDRAM,最大只能支持128MB,对于2.0以上的系统,RAM成为了一个瓶颈。此外缺乏3D加速,也注定了与2.1以上的动态桌面和华丽特效无缘,也无法运行需要使用3D加速的游戏。瑞芯微已经放弃了RK2808 Android 2.1系统的开发。

蓝魔W7是少有采用电容屏的国产MID,触控感受给我留下了深刻的印象,但是没能支持多点触摸。不过,爱可视已经公布了旗下采用RK2808主控的爱可视7HT的Android核心源代码,民间工作者可以跟进,进一步发挥RK2808的余热。

目前7寸的山寨RK28机型,价格低至700元,作为入门机型具有一定的价值。

性能★★☆☆☆

视频★★★☆☆

3. 瑞芯微RK2818

主频:660MHz

内存:256M DDR2,32bit

工艺:65nm

Linpack测试: 3MFlops+(2.1系统)

视频处理:Ceva MM2000,基于600MHz的DSP。多格式支持,最高720p。3D加速,ARM Mali-55。

代表机型:蓝魔W9,W11,原道N6

【点评】

RK2818改进了内存控制器,支持DDR2,最大到512MB,同时增加了3D加速。由于瑞芯微去年授权了ARM的Mali-55图形核心,综合考虑ARM9的架构,不出意外的话集成的图形核心就是Mali-55。

Mali-55作为一颗入门级的图形核心,跑跑一些UI特效问题不大,普通的3D游戏应该也能执行。但是一些需要GLES 2.0的3D大作,特别是Gameloft的一些作品,估计就不能支持了。

视频能力可能会有提升,但预计不会超过720p。此外,RK可能利用视频系统中DSP的可编程性,进一步开发如3D视频,人脸识别等功能,为产品增加卖点。

预计售价会在千元左右,可能会有更低价的普及版。

性能★★★☆☆

视频★★★☆☆

二、ARM11系列

该系列加长的管线可以冲击更高的频率(1GHz),但功耗的增加也比较显著。

4. Telechips TCC8902

主频:540MHz/720MHz

内存:256M DDR2,32bit

工艺:65nm

Linpack测试: 2.3/3.5MFlops(2.1系统)

视频处理:ARM Mali-VE6,基于硬解。多格式支持,1080p流畅。3D加速,ARM Mali-200。

代表机型:智器V系列,一些山寨平板

【点评】

TCC8902的机型,去年年底由智器首先推出。开始该方案的Android不太完善,bug较多,经过大半年的努力,现在已经基本完善,目前已经是MID的主流方案之一。性能也处于主流水平,足以应付绝大部分应用。但ARM11的处理能力对于带有图片的复杂网页依旧不够,拖动并不流畅。

TCC8902带有一颗比较强劲的3D加速器,因此各种动态3D UI也能很好支持。但似乎驱动并不完善,此外使用率也不及PowerVR SGX系列和高通Adreno系列高,因此软件优化不够,实际表现不如前两者。

视频能力很强,支持多格式的1080p,也能真正做到1080p流畅。

智器的产品还带有Linux和CE系统,是玩机一族的好选择。特别V3售价699元,很有性价比。

性能★★★☆☆

视频★★★★★

5. 三星S3C6410

主频:666MHz/800MHz

内存:128M DDR/256M mDDR,32bit

工艺:65nm

Linpack测试:3.5MFlops(Android 2.1系统)

视频处理:三星,硬件解码。支持720×480下的H.264 BP。3D加速,三星自有。

代表机型:智器Q系列,魅族M8,三星i5700

【点评】

第一代MID,智器Q系列采用的芯片,另外三星i5700也采用了该芯片。

Q系列的RAM有点小,不过得益于民间固件,Android从1.5到2.2都能跑,加上Linux和CE,可玩性挺高。二手的价格又便宜,确实是玩机入门的好选择。

性能★★★☆☆

视频★☆☆☆☆

6. 盈方微IMAPX200

主频:1GHz

内存:256M DDR2,32bit

工艺:65nm

Linpack测试: ~9.8MFlops(Android 2.1系统开启JIT,不开估计在4-4.5)

视频处理:On2 Hantro 8190,硬件解码。多格式支持,最高1080p。3D加速, VIVANTE GC600。

代表机型:卓尼斯epad,国美飞触2代

【点评】

频率被拉到了1GHz,有Cortex-A8 500-600MHz的水平了,理论上性能还是不错的。

视频硬解的规格还挺高,不过据说1080p还是有掉帧,估计软件优化的还不够。从芯片的角度说,硬件规格还是挺强大的,不过出来的晚,软件很多都不成熟,没跟上。

另外,据说芯片功耗挺大,所以中小尺寸的不好做。加上卓尼斯的无线网卡用的USB模块(非SDIO),功耗就更大了。

性能★★★☆☆

视频★★★★☆

7. 高通MSM7201

主频:528MHz

内存:128/256M DDR,32bit

工艺:65nm

Linpack测试:2-2.5MFlops(Android 1.6系统)

视频处理:高通QDSP5000。支持720×480以下H.264 BP。3D加速,Adreno 130。

代表机型:HTC G1、G2、G3

【点评】

被HTC用烂了的芯片,性能实在不咋地,不过软件完善,加上低分屏,手机还是很流畅。

其改进版MSM722x,给ARM11增加了256KB的L2缓存,增加了硬件VFP,3D加速改用与QSD8x50相同的Adreno 200,总体性能有一定提升,但是受到ARM11本身的性能限制,与Cortex-A8的主控性能尚有明显差距。

性能★★☆☆☆

视频★☆☆☆☆

三、Cortex-A8系列

该系列普遍带有256KB的L2缓存,加上600MHz-1GHz的高频率,相对ARM9和ARM11有显著的提升。

Cortex-A8标配Neon单元,通过SIMD指令集大大加强浮点性能,可以实现不少DSP的功能。

与此同时,相对高昂的授权费用和较大的核心面积,使得Cortex-A8 SOC的成本相对较高,作为定位中高端的产品出现。

8. 高通QSD8x50

主频:1GHz(Scorpion)

内存:256/512M mDDR,32bit

工艺:65nm

Linpack测试: 7-7.5MFlops(2.1系统)

视频处理:高通QDSP6000。支持720p H.264,但一般只有480p H.264流畅(BP或者MP),通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅。3D加速,Adreno 200(AMD Z430)。

代表机型:Google N1,Dell Streak

【点评】

最早的1GHz芯片,性能挺强劲,高端手机标配。

浏览网页自然不用说,系统也很流畅。

3D的Adreno 200不算强,因为高通的占有率挺高,游戏厂商都会做相应的优化,基本不用担心有游戏跑不了。

视频通过DSP解码,高通的DSP虽然强劲,但是也只能到720p,实际也就576p以下能流畅。而且高通只做了H.264的codec,并且大部分厂商只支持baseline profile。有些机型能支持High Profile的解码,以及WMV的解码,不过兼容性有待提升。

得益于Cortex-A8附带的Neon核心,处理器的浮点性能大大加强,可以通过软件解码处理各种编码的视频。不过性能还是有限,在1GHz高主频的CPU上,480p能基本流畅,不过高码率的片段,还是会掉帧甚至卡顿。

此外,该芯片集成了基带,所以拿它做的东西,肯定是可以打电话的,于是价格也不会太便宜。

性能★★★★★

视频★★☆☆☆

9. 德州仪器OMAP3430/3530

主频:550/720MHz

内存:256M mDDR,32bit

工艺:65nm

Linpack测试: 4.5(550MHz)/5.9(800MHz)(Android 2.1系统)

视频处理:IVA2+,基于C64x+ DSP,430MHz。多格式支持,但除去爱可视,很多厂商都没做硬解码。通过软件解码,配合超频,能勉强支持480p多格式流畅。3D加速,PowerVR SGX530。

代表机型:MOTO Milestone,爱可视5,维智A81

【点评】

一款比较经典的芯片,Cortex-A8的性能自然不用多少,虽然频率不如高通Snapdragon,但同频率下效能更高(800MHz的TI测试得分与1GHz的Snapdragon接近),当然同频下比Snapdragon要耗电(1GHz的Snapdragon的Scorpion核心耗电与600MHz的TI Cortex-A8接近)。

3D部分使用非常主流的PowerVR SGX530,性能不错。由于SGX系列被苹果采用,软件的支持非常好,大量从ios平台上移植的游戏和应用都能充分发挥这颗芯片的性能,实际表现比高通的Adreno200更加出色。

视频部分,TI集成了一个相当强劲的DSP C64x+。还记得蓝魔T10 MP4吗?采用TI出品的DM6441主控,使用514MHz的C64x+ DSP可以实现大部分720p的流畅解码,和480p 各种规格H.264的解码。遗憾的是,似乎除了爱可视,大部分厂商没有进一步的开发这颗DSP(或者没有向TI购买codec),导致此芯片的视频能力停留在比较低级的水平,仅支持H.264 BP MP4播放。

于是,就只能像QSD8x50一样,通过软件进行解码,适当超频后,同样能勉强支持480p多格式的解码。不过高码率的片段,掉帧和卡顿是必然的。

性能★★★★☆

视频★★☆☆☆

10. 三星S5PC100

主频:667/800MHz

内存:256M DDR,32bit

工艺:65nm

视频处理:PowerVR VXD370。多格式支持,H.264,VC-1,MPEG4最高1080p。3D加速,PowerVR SGX535。

代表机型:iPod Touch3,iPhone 3GS

【点评】

它恐怕是大家最早接触的A8芯片之一,被苹果采用,大量使用在iPhone 3GS和iPod touch 3上。不过在A8的芯片当中,性能比较一般,目前已被新一代的45nm S5PC110取代。虽然,之前也听说有方案商要推出基于S5PC100的Android平板,但预计难以成为主流。

性能★★★★☆

视频★★☆☆☆

11. 飞思卡尔i.MX515

主频:800MHz/1GHz

内存:256/512M DDR2,32bit

工艺:65nm

视频处理:硬解。多格式支持,最高720p,通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅。3D加速,Adreno 200(AMD Z430)。

代表机型:viliv P3

【点评】

炒得很火的一款芯片,呼声很高,但迟迟不出机器。不过据最新消息,10月底国内方案商搭载Android 2.2的i.MX515的平板终于能上市了。

同样基于Cortex-A8,具有与高通Snapdragon类似的性能,网络浏览,文档阅读等日常应用自然不在话下。

3D部分和QSD8x50一样,但频率有提升,此外采用DDR2内存,获得更大的带宽,3D加速性能会有进一步的提升。

视频部分据说是通过一个流处理器实现的,支持多格式的720p解码,甚至支持WMV7、WMV8等冷门格式,值得期待。

据称售价会在1300元左右,相当具有吸引力的一款产品。

性能★★★★★

视频★★★★☆

12. 三星S5PC110/S5PV210

主频:800MHz/1GHz,512K L2

内存:512M mDDR2,32bit

工艺:45nm

Linpack测试:8-8.5(1GHz)(Android 2.1系统)

视频处理:PowerVR VXD370。多格式支持,最高1080p,通过软件解码能勉强支持480p流畅。3D加速,PowerVR SGX540。

代表机型:三星i9000,Galaxy Tab。采用类似的A4芯片的有iPad、iPod touch4、iPhone 4

【点评】

毫无疑问,S5PC110(代号HammingBird)是目前最强的Cortex-A8芯片,没有之一。S5PV210和S5PC110只是封装上的区别,本质上并没有多少的变化。前者封装尺寸较大,适用于平板和上网本,后者的小尺寸封装适用于手机。其变种Apple A4芯片,只是将其中的PowerVR SGX540改成了SGX535,3D性能稍有降低。此外,负责视频硬解的VXD370被改成了VXD375,具体的区别尚不明确。

Hummingbird的Cortex-A8经过了三星的改进,同频率下具有更高的效能(+10%-20%),同时配置了512K的L2缓存,是其他Cortex-A8的两倍(Apple A4更是配备了640KB的L2缓存)

3D部分配置了主流而强劲的SGX540,实测性能领先其他Cortex-A8产品1倍以上,基本不用担心有游戏玩不了。

视频解码部分,苹果比较吝啬,依旧是720p H.264 MP4解码。不过三星的Galaxy S可以支持多种格式多种封装的解码,包括热门的MKV封装。不过并不支持RMVB的硬件解码,只能通过软解实现480p。

这颗芯片的强劲性能显然是定位高端的。三星的Galaxy Tab的具体价格也不得而知。11月或12月,国内方案商的S5PV210产品可能会上市,让我们拭目以待。

性能★★★★★★

视频★★★★☆

13. 德州仪器OMAP3630/3640

主频:800MHz/1GHz

内存:512M DDR2,32bit

工艺:45nm

视频处理:IVA2+,基于C64x+ DSP,430MHz。多格式支持,但除去爱可视,很多厂商都没做解码,通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅。

代表机型:MOTO Droidx,Droid2,爱可视新发布的那一串机器

【点评】

基本就是OMAP3430的45nm版本,并没有太多改进。得益于频率的提升,性能进一步加强,同时由于DDR2内存的采用,3D部分的性能也得以完全释放,达到了前作OMAP3430的2倍。

性能★★★★★

视频★★☆☆☆

四、Cortex-A9

新一代的Cortex-A9核心在Cortex-A8的基础上改进,运算速度提高25%。普遍采用对称双核心配置,两个相同的核心共享1MB的L2缓存,总体性能达到了Cortex-A8的2倍以上,性能十分强劲。

不过值得注意的是,在Cortex-A9上,Neon单元不再是标准配置。厂商可以选择传统的VFP单元以换取功耗和核心面积的优化。

14. NVidia Tegra2

主频:1GHz双核 + VFP

内存:512M/1G DDR2,32bit

工艺:40nm(TMSC)

视频处理:硬件解码。多格式支持,最高1080p,软件解码性能未知。3D加速,GeForce ULV。

代表机型:微星Harmony,万利达Zpad、东芝Folio

【点评】

Cortex-A9已经上市在即,几乎2倍于A8的性能,任何Android的应用,在如此强悍的硬件配置前,没有不流畅的理由。

3D加速部分,其实与Tegra1一致,还是2PS+2TMU的配置,基于GeForce6的架构。2倍的提升一方面得益于核心频率的提升,另一方面,DDR2的大内存带宽给了很大帮助。然而效能与Hummingbird的SGX540处于同一水准,并没有太多的超越,这并非内置图形核心的限制,而是32bit DDR2所能提供的内存带宽的限制。尽管如此,Tegra2的3D性能还是处于量产SOC中的顶尖水平。

视频部分支持多格式的1080p硬件解码,但是没有提供对RMVB的支持。有强悍的双核A9,软解视频应该不是问题,但是Tegra2缺少Neon模块SIMD的浮点加速,对软解效能会有多大影响,目前尚不能得知。

此外,Tegra2也集成了专门的音频解码模块,以最大限度的解放ARM,降低功耗。内置一个ARM7用于全芯片的功耗管理。

万利达的zPad本月就能上市,强悍的性能伴随的不便宜的价格(2500+),在乎体验的用户可以尝试一下。另外,Tegra2的产品多为10寸,7寸及以下的并不多,不知道是什么原因。

性能★★★★★★★★★★

视频★★★★☆

15. 德州仪器OMAP4430/4440

主频:1GHz/1.3GHz双核 + Neon

内存:512M/1G+ DDR3,64bit

工艺:45nm

视频处理:IVA3,高清硬件解码单元 + C64x+ Lite DSP。多格式1080p,DSP部分提供可编程性。3D加速,PowerVR SGX540。

代表机型:

【点评】

真正成熟的A9 SOC,64bit的DDR3内存提供4倍于目前顶级SOC(32bit DDR2)的带宽,想必图形性能会有显著的提升。

1080p硬件解码单元,同时和Tegra2一样搭配了专用音频处理单元。此外,TI继续保留了Neon单元用于浮点加速。视频解码已经不需要C64x+ DSP参与,但TI还是将它适当精简后保留了下来,利用它的可编程性加速一些固化硬件单元不能处理的应用。

此外,TI同样配置了2个Cortex-M3处理器,用于整个SOC的任务调度和功耗管理。可以说,这是一款非常值得期待的产品,但是距离上市恐怕还有相当的时日。

性能★★★★★★★★★★★★

视频★★★★☆+

(完)

珠峰培训

码云

留言(22条)

感觉S5PC110和omap3640不相上下

怀揣智器 t7,1080p很流畅(baseline),但是平常操作有点卡……

很强。受教。

我只接触过ARM 7,过时了吧。这篇收藏了。

每次看到硬件文,就会出现眩晕感,很奇怪,自认为理工科班的不应该如此啊。

硬件视频音频解码还有对MPEG的支持等等都与ARM没有任何关系,楼主混淆了CPU核心和SoC设备的区别,所以,这篇文章科普的有点不靠谱。不过,大概很多人都搞不清楚ARM核心和最终SoC之间的区别吧。

我曾经在一篇文章中写道:“在全球经济一体化的今天,纯粹的国货、日货已经很少了,可能你现在用的电脑里就有一些元件是日本制造或者采用日本技术,从何抵制起?”
我想问的是,现在的个人电脑里哪些具体元件是日本制造或者采用的日本技术?可以告诉我吗?
非常感谢您。

也烦请各位博友帮我解答下:“现在的个人电脑里哪些具体元件是日本制造或者采用的日本技术?”

引用书虫子的发言:

也烦请各位博友帮我解答下:“现在的个人电脑里哪些具体元件是日本制造或者采用的日本技术?”


我只知道,一些主板上的电容、电阻这样的元器件有很多是三洋的...

引用书虫子的发言:

也烦请各位博友帮我解答下:“现在的个人电脑里哪些具体元件是日本制造或者采用的日本技术?”



以下引用chinaunix的一段文章:

彩电上的液晶屏不是我们国产的,进口于台湾,韩国,日本。那么有什么是我们的吗?有外壳是我们的,螺丝钉是我们的,电子部分呢?电阻电容,PCB,二三极管和部分被动器件的IC,这些低利润,低附加值的东西是我们的。可这些真的是我们的吗?生产这些低利润低附加值的东西的生产设备却又是国外的。 如果我是一个仇日份子,我不买日货,我抵制日货,我不买日本车,不用日本电器,可是在我自选择的产品里,却不能不用到日本产的芯片。主芯片是国外的,内存是国外的,FLASH是国外的,LCD显示屏是国产的,驱动芯片却是国外的,只有玻璃是国产的,生产玻璃的设备可又是国外的,贴片是国内贴的,可贴片机全是日本的。塑料外壳时国内的,可注塑机是日本的,模具是我楼下工厂开的,可是钢材全是日本和德国的。。。。。。

听朋友说山寨机都是arm7....

非常感谢大家的解答,看来阮博主的博友都是高人啊

很有用!谢谢!
虽然我们的SOC还是使用8位/16位MCU.

sc9800呢?

引用书虫子的发言:

也烦请各位博友帮我解答下:“现在的个人电脑里哪些具体元件是日本制造或者采用的日本技术?”



我虽然很讨厌小日本,但还没有傻X到抵制日货的程度。我们的电路板上,连越南出的AD转换模块都有。汤川秀树得过一个诺贝尔物理学奖,中国高速铁路
的动车组有一半是日货,口口声声抵制日货的人多半不知道自己周围有多少日货。

引用书虫子的发言:
也烦请各位博友帮我解答下:“现在的个人电脑里哪些具体元件是日本制造或者采用的日本技术?”

抵制日货,只要抵制日本的品牌即可,毕竟许多重要元器件国产的还不行。

我是和wwj 持一样的观点的

呵呵,时代的脉搏也反映到阮兄的网志上来了。这是一篇纯技术文章,与抵制日货八竿子打不着,却也有不少抵制日货的言论。有意思。
个人以为,抵制日货是愚蠢的。
要说民族主义,中国目前最大的敌人是美国。美国一直在钳制中国。抵制美货吗?你怎么抵制?每个人都在用键盘,用电脑,用网络,用谷歌,看电视,看电影,这些东西,几乎都是美国人发明的,都有美国因素在里面。
唉,话又说回来了,不买日货,特别是原产地是日本的东西,确实可以有效降低日本的利润率。尽量不买或买前也要辨别一下,也是应该的。自相矛盾。

学习了,我正在打算入手ARM,但是只会51对,ARM很小白

还有台电T8100呢,那个是ARM9的,能解1080P

现在双核猎户座最强,没有之一

哥哥,该更新了

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