苹果A7 CPU架构终极大揭秘

　　研究苹果的硬件总是一件很痛苦的事情，因为苹果在这方面从来都是极为封闭，绝少公开底层资料，因此绝大多数时候只能靠猜。

　　A7是苹果也是业内第一款64位架构的移动处理器，但是在iPhone 5S首发的时候，我们对它几乎一无所知。当时猜测它只是上代A6 Swift架构的简单改进版，解决了内存延迟等问题而已，但结果大错特错，严重低估了苹果。

　　iPad Air发布的时候，资料多了一些，首次知道其架构代号为Cyclone，还知道了架构方面的一些信息：

　　就目前看来，峰值发射宽度达到了六！也就是相当于A6、Krait的两倍，混合不同指令的时候更是能有三倍。

　　浮点、整数的共同发射局限也基本不存在了，可以并行发射最多四个整数加法、两个浮点加法。每个时钟周期还可以执行最多两个载入或者存储。

　　近日，AnandTech终于找到了苹果官方的LLVM文档，揭示和确认了不少细节，虽然仍旧比较模糊但在苹果的世界里已经不可能再深入下去了。

　　

　　根据这份文档，A6、A7的架构规格对比如下：

　　

　　

　　之前猜测和推测的不少规格都是正确的。A7 Cyclone的确是一个很宽的架构，每个时钟周期最多可以同时解码、发射、执行、收回6个指令/微操作，A6 Swift则最多不超过3个。

　　A7的重排序缓冲达到了惊人的192，是上代的四倍多，同时巧合的是正好与Intel Haswell架构一样。分支预测错误惩罚也增加了，但幅度不大，而且又正好与Intel Sandy Bridge及其后的架构在同样范围内。

　　换句话说，苹果的架构已经在某些方面和Intel桌面产品架构处于同一级别了。

　　一级缓存容量的翻番可以理解，而在执行端，整数ALU单元、载入/存储单元、分支单元也都翻了一番，并首次加入了一个间接分支单元和至少一条浮点流水线，能够并行执行三个浮点操作，但注意第三条浮点/NEON流水线是用来做除法、开方的，乘法只能最多并行两个。

　　每个单元对应的缓冲尺寸也基本明晰，应该对应每个单元的微操作数，但在所有执行单元之前应该不会有统一调度器，而是每个端口前安置静态分区缓冲。