ARM今天发布了全新的旗舰级CPU Cortex-A73，代号Artemis，10nm FinFET工艺下面积还不到0.65平方毫米，而频率可高达2.8GHz，峰值性能、持续性能都可比A72提升最多30％，华为海思、三星电子、联发科、Marvell等都已经签署授权。

【ARM高端CPU简史：发热是个大问题】

在深入了解A73之前，我们先来回顾一下ARM这几年的高端移动CPU，首先是A9。

A9可以说是里程碑式的产品，奠定了ARM今后多年的坚实基础，也诞生了大量优秀处理器芯片，比如苹果A5、三星Exynos 4210/4412、德州仪器OMAP4430/4460。

之后是A15，IPC(每时钟周期在指令数)提升是Cortex-A系列历史上最大的，性能很猛，代价就是功耗也高了，三星的Exynos 5250/5410就备受困扰。

为了解决性能与功耗的平衡问题，ARM提出了big.LITTLE混合架构，也诞生了海思麒麟920、三星Exynos 5422这样一些成功产品。

A57是首个64位移动大核心，而在苹果A7的刺激下，整合移动行业向64位飞奔，但是A57核心太大了，功耗和发热难以控制，结果要么就是骁龙810这种硬上A75的因为过热而陷入麻烦，要么就是麒麟930、联发科Helio X10这样只敢上A53小核心的性能还不如前辈。

三星此时异军突起，Exynos 5433/7420成功控制了A57，再加上三星工艺的进步，一时间霸气侧漏。

A72虽然只是A57的改良版，但效果很好，比如说骁龙650/652这样的中端产品，已经可以逼近甚至超越上代旗舰级的骁龙808/810。

【A73身世揭秘：和A72无关！】

A15、A57、A72架构上都属于Austin(奥斯汀)，A5、A7、A53均属于Cambridge(剑桥)，A12、A17和今天的A73则都来自于Sophia(索菲亚)——位于法国南部风景迷人地中海之滨的索菲亚科技园区(Sophia Antipolis)，是欧洲最大的科技园区，ARM CPU的法国设计团队就在那儿。

从产品定位上看，A73显然要取代A72，但是从技术层面讲，它其实是A17的进化版本，整体微架构、流水线、宽度设计都与之类似，反而和A72差别很大。

最明显的就是，A72采用了三发射设计，A73则是双发射的，但加上其他改进，结果就是性能高于A72、功耗低于A72。

显然，ARM充分意识到了移动处理器能效的重要性，宣传A73的时候也特别强调其持续性能，即能够长期稳定运行的表现。

【A73架构解析：性能与功耗兼得】

为了便于理解A73的不同，我们先来看看A72的架构图：

15+级乱序流水线，128位预取，3宽度解码，每时钟周期可分派最多5个微操，满足最多7个发射队列，进入8个执行流水线。

A73十分类似A17，因为顺序前端的优化流水线短得多，预取阶段也只有4级深度(A72 5级)，整个流水线深度也才11-12级。

相比于A17，它将整体最大分配率从4个微操增加到了6个。NEON发射序列仍然是2个微操，但是整数部分翻番到了4个。

浮点流水线还是2条，预取监视器也是1个，但是AGU部分可同时执行载入和存储操作。整数流水线则分成了2个复杂的ALU，分别负责乘法和除法。

A73继承了A17的架构理念，优化流水线、资源和接口，以求在最低功耗下获得最大性能，并且特别注意了32/64位架构之间的平衡。

A73依然坚持四核心理念，即每个簇可拥有1-4个核心，然后使用SCU单元互联各个簇。二级缓存最多8MB，等同于A17而两倍于A72，但相信多数芯片厂商都会选择1-2MB。

A15/57/72还肩负着冲击工业、大规模服务器系统的重任，A73就简单了，只针对消费级市场，这让它轻松了不少，比如去掉了AMBA5 CHI接口，仅支持AMBA4 ACE，一级缓存也不再支持ECC。

内存系统的变化也异常重要，双发射载入/存储单元扮演了大角色，提高了发射率。

数据缓存寻址机制从PIPT(物理索引物理标签)变成了VIPT(虚拟索引物理标签)，数据缓存最大64KB，翻了一番，号称仅此就能提升4％的性能。

一级和二级缓存的预取器也有了大幅改进，再加上其他种种完善，号称外部内存带宽可提升最多20％。

为功耗特别优化的指令拾取

艺术级的分支预取

高性能优化的数据路径

更深入的架构细节我们暂时就不谈了，技术性太强，一般用户也无需关心，只要知道A73的成果就行了：

相比A72，典型移动应用性能提升10％，SIMD媒体和计算性能提升5％，内存吞吐能力提升15％。

整数应用功耗节省最多30％，浮点和二级缓存应用节省最多25％。同等工艺频率下至少节省20％。

迄今最小的高端核心，同等工艺、性能下比A72小最多25％。

扩展性强，10nm FinFET工艺下再为性能优化一番，如果是四核心、2.8GHz频率、64KB/64KB一级缓存、2MB二级缓存，核心面积只需大约5平方毫米，功耗不到0.75W。

28nm HPC工艺下，双核心、2.0GHz频率、32KB/64KB一级缓存、1MB二级缓存，核心面积约6平方毫米。

看这样子，16nm下A73核心就应该能达到2.8GHz，10nm有望突破3GHz。

相比于四大A53四小A53的八核心，两大A73四小53组成六核心后，可以在核心面积相同的情况下，性能提升30％，最佳响应时间提升90％！