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　　图5的性能测评是由Cortex-A15与Cortex-A7中央处理器集群各自独立运转。测试芯片的Cortex-A15最高频率达1.2GHz，Cortex-A7则为1GHz。性能测评结果显示，虽然测试芯片上的内存系统，其性能不如big.LITTLE 系统级芯片量产后的预测水平，Cortex-A15与Cortex-A7中央处理器的性能仍落在预期范围内。根据各个核心独立运转所得结果，我们对平台测量big.LITTLE性能的准确度深具信心。测试芯片平台软件包含基本的Linux核心，还采用了中央处理器转移软件与big.LITTLE MP修正程序组，以测试中央处理器转移或big.LITTLE MP模式。

　　而用来测试big.LITTLE性能的任务量，主要基于Android Cream Sandwich系统，通过网页进行网络浏览器性能循环，背景则有音效播放。在这个使用实例中，是以相当密集的工作量搭配对性能需求不高的背景活动。网络浏览器每2秒便进行网页循环，每页卷动达500像素，因此对系统性能需求相对较高。为了在进行性能测试的同时测量性能与能耗，首先必须建立性能与能耗的基线。而这个基线则搭配独立运作的Cortex-A15集群进行测量。

　　值得一提的是，这组结论属于较早期的测试结果;用来测试的第一版big.LITTLE MP修正程序组，将Linux排程程序从一个完整而平衡的排程模式调整成big.LITTLE模式。我们预期软件修正后性能与能耗将会改善，也会寻找其他可调校的元素。另外 ，测试芯片缺少绘图处理器;这将使得中央处理器的负载高于搭载绘图处理器的系统在卸除状态下的负载水平，而在中央处理器负载较低的状况下，可能会较常使用LITTLE核心，进而达到节能目的。它包含一套基本的电压及频率操作点(DVFS)，但没有对单处理器核心做独立的电源开关设计，因此big.LITTLE系统单芯片量产后测试结果有望提升。举例来说，后台任务的性能便可节省超过70%的能耗。

　　如何选择big.LITTLE软件模式

　　各界最常见的疑问就是：“应该选择哪一种软件模式?”目前主要是在中央处理器转移与big.LITTLE MP之间选择一种，而两种方式各有优劣势。在中央处理器转移方面，由于big以及LITTLE核心处于搭配成对的状态，因此对称式的拓扑能顺畅运作。而big及LITTLE核心数量不同的非对称式拓扑则需要额外运作。由于Cortex-A7中央处理器核心体积较小，因此可使用4个LITTLE核心加上1到2个big核心，这种作法可能会具有吸引力。从正面的角度来看，中央处理器转移让电源及性能的调校更为容易，可重复利用既有的操作系统电源管理程序代码，代表产品将有多年的研发及测试结果作为支持。加上不必调整核心的排程程序，范围比执行big.LITTLE MP模式更为简化, 而软件模式也正日趋成熟。整体而言，中央处理器转移是一种极佳的解决方案，2013上半年后可望进入量产，并持续为尚未完成big.LITTLE MP模式升级准备的系统提供可行的转移模式解决方案。

　　big.LITTLE MP具有多项技术上的优势，虽然技术尚未完全成熟，但目前正处于进阶研发阶段，测试结果如本文所示相当不错。由于支持非对称式拓扑为标准配备，因此无需调整软件，big.LITTLE MP技术便能利用系统中所有核心。它在性能与能耗方面优点更多。举例来说，它能同步利用所有核心以提升性能，或将big与LITTLE核心上的DVFS设定与排程程序设定调成不同状态以节省更多能耗。因为需要增加调校的动作，才能从big.LITTLE MP平台获取完整的性能及能耗优势，所以弹性提升仍有其代价。这与过去数年来由硅组件以及代工厂商将操作系统能源管理设定以及DVFS参数数据，并依据装置需求转化为移动系统级芯片平台的主流做法并无太大差异。big.LITTLE MP 模式将转移模式延伸并纳入新的参数数据，不仅更为节能，更能为经过性能优化的big核心增加系统响应度。

　　big.LITTLE MP模式正快速成熟，虽然尚未成为主流技术，但目前这项技术已可接受合作伙伴整合，并有望在2013下半年打入上游。所幸支持big.LITTLE MP并不需要改变硬件，因此晶圆厂可能会部署具有中央处理器转移的平台，针对部署平台进行核心更新并升级至big.LITTLE MP模式，或建设现有的big.LITTLE平台以便在2013年后半年直接取得big.LITTLE MP 软件转移模式。

　　虽然big.LITTLE MP模式尚未进入量产，但如文中测试结果，我们可以看到相关软件已开始运作，并已开始在硅组件厂研发平台端进行测试。big.LITTLE MP软件已用于我们的测试系统，目前正积极进行软件强化，并针对各种实际应用将系统性能调校至最佳效果。

　　有部分的可调校因素已在应用中，包括排程程序的负载平衡策略、上下移转点以及线程优先顺序，ARM与芯片设计合作伙伴将持续就上述领域进行系统调校。

　　新一代big.LITTLE硬件

　　Cortex-A15与Cortex-A7核心代表第一代的big.LITTLE硬件。ARM已发布两款具有big.LITTLE处理性能的新型中央处理器核心，即Cortex-A57以及Cortex-A53处理器。Cortex-A57处理器是经过性能优化的big核心，每频率周期的性能可增加25%，频率性能也更为提高，效率则略高于Cortex-A15处理器。Cortex-A53处理器为LITTLE核心，每频率周期的性能可增加40%，能源效率则大约于Cortex-A7处理器相同。

　　这些新的处理器核心在架构上都完全相同，并支持ARMv8架构，因此能导入全新的NEON技术与浮点功能、加密加速并支持64位架构。除了AMBA4 ACE，两种核心也都支持新一代高速缓存一致总线架构，且与现有的ARMv7中央处理器核心相同，能在AArch32模式下执行既有程序代码。支持64位及额外一般用途缓存器的应用方式效率更高，且能耗增加不多。同时，微架构也经过强化，以增加各核心在每个指令频率周期中的传输量。这些新款核心在经过软件细节升级并支持64位寻址模式后，将会与Cortex-A15以及Cortex-A7处理器一样支持big.LITTLE技术。

　　结论

　　big.LITTLE系统为能耗及性能控制点的极度宽动态(wide dynamic range)开启了大门。这是仅由单一类型处理器组成的产品所无法达到的。目前市面上设备的工作量往往混杂了需求程度高低不同的线程，这种宽动态便可为其提供完美的执行环境。由于日后Cortex-A7将成为平台主力，这一系统另一个优点即能够打造基于Cortex-A7的高度节能产品。

关键词： ARM 处理器 移动平台 转移模式 big.LITTLE 201308