ARM平臺處理器簡介
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1.總體情況
先從ARM的wiki上抄個表過來：
| Architecture | Family |
| ARMv1 | ARM1 |
| ARMv2 | ARM2,ARM3 |
| ARMv3 | ARM6,ARM7 |
| ARMv4 | StrongARM,ARM7TDMI,ARM9TDMI |
| ARMv5 | ARM7EJ,ARM9E,ARM10E,XScale |
| ARMv6 | ARM11, Cortex-M |
| ARMv7 | Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R |
| ARMv8 | - |
左側的一列可以視作是ARM處理器的各個“代”，而右側則是同一代的各個“家族”（或者說“系列”）?，F在基本已是ARMv7的時代，ARMv6及更早的Architecture只在一些低端的設備上能見到了。而ARMv8則是ARM平臺的未來時，被設計為64位的架構，顯然不是主要面向移動設備的。不過到現在為止ARMv8也只是有一些資料，離真正面世還有一段時間。
現在把重點放在ARMv7，更確切的，是ARMv7中的Cortex-A系列核心上來。Cortex-M系列處理面向嵌入式應用，而Cortex-R系列則面向實時應用，Cortex-A，則面向廣大的手機用戶。
2.Cortex-A系列的眾多核心們
| 核心 | Cortex-A5 | Cortex-A7 | Cortex-A8 | Cortex-A9 | Cortex-A15 |
| 發布年份 | 2009年 | 2011年 | 2006年 | 2007年 | 2011年 |
| 核心 | 1-4核 | 1-4核 | 單核 | 1-4核 | 最多4核每cluster，每物理核最多2個cluster |
| 流水線 | 8級（in-order） | 8-10級 | 13級（整點 in-order） | 8級（out-of-order） | 12級in-order加3-12級out-of-order |
| 硬件虛擬化 | 否 | 是 | 否 | 否 | 是 |
| L1 Cache | 4-64K/4-64K | 8-64K/8-64K | 16-32K/16-32K | 16-64K/16-64K | 32K/32K |
| 大物理地址擴展 | 否 | 是 | 否 | 否 | 是 |
| 浮點部件 | VFPv4 | VFPv4 | VFPv3 | VFPv3 | VFPv4 |
*發布年份是ARM公布核心的時間（可能不太準確）。
*A15的流水線前12級是in-order的，后面則是out-of-order的多種流水線，級數從3到12不等。A7類似，NEON部件的流水線是10級，整點則是8級。
現在來分析一下各個核心的參數。首先是Cortex-A后面的編號，大體上，這個編號代表該核心的性能，或者說在ARM產品線中的位置。比如A5面向低端應用，編號最?。籄15是目前ARMv7性能中性能最高的核心；A7雖然發布晚于A8，而且規格接近，但由于限制了雙發帶寬，其性能預期是低于A8的。總的來看，A5的定位最低端，取代ARMv7之前的產品；A15最高端，A7性能低于A8，但更加節能，成本也更低；A8/A9則可能被取代，不過目前仍然是主流；A15則是目前為止ARM處理器中規格最高的了。
再看一下較新的核心中幾個重要的特性。A7和A15支持硬件虛擬化，以A7的定位來說硬件虛擬化的支持似乎沒有太多用武之地，不過對于A15來說則表明A15可能用于傳說中的ARM服務器（不過算算時間似乎也沒有太多A15發揮的余地，畢竟64位的ARMv8更適合用于服務器）。大物理地址擴展（LPAE）和x86上的PAE相似，允許32位的ARM處理器最大尋址2^40bit的內存（1TB）。這又是一個表明A15可用于服務器的跡象，畢竟4G的尋址空間對現在的服務器來說完全不夠用啊。
3.浮點和高級SIMD部件
ARMv7開始使用VFPv3版本的浮點部件，而ARMv7中更新的核心則使用了VFPv4（ 見前面表格）。VFPv2則用于ARMv7之前的核心，現在還有一部分低端手機使用這種處理器；而使用VFPv1浮點部件的核心已經基本淘汰掉了。ARM的高級SIMD部件稱為NEON，從ARMv7開始出現
ARM浮點部件的一個問題是對很多核心來說是可選的，一些處理器并沒有浮點部件。不僅如此，盡管ARMv7的處理器基本都實現了浮點部件，但浮點部件也有多個可選實現，再加上NEON部件也是可選的，最后導致市面上的ARM處理器對浮點/SIMD的支持并不一致。下表列出了主要的VFPv3實現的版本（VPFv4的資料需要補充）：
| 版本 | 寄存器 | 其他特性 |
| VFPv3(-D32) | 32個64位寄存器，32個32位寄存器 | |
| VFPv3-FP16 | 同上 | 半精度擴展（FP16的含義） |
| VFPv4(-D32) | 同上 | VFPv4總是實現半精度擴展和Fused Multiply-Add 擴展 |
| VFPv3-D16 | 16個64位寄存器，32個32位寄存器 | |
| VFPv3-D16-FP16 | 同上 | 半精度擴展 |
| VFPv4-D16 | 同上 | 同VFPv4 |
上表中所說的32位寄存器和64位寄存器并不是獨立的，前16個64位寄存器每個可以視為2個32位寄存器，同時，兩個64位寄存器可以視為一個128位寄存器。下圖來自ARM官方文檔，展示了32位寄存器和64位寄存器的關系：
對于VFPv3-D16、VFPv3-D16-FP16和VFPv4-D16來說，上圖中的D16~D31是不存在的。除了上表中的版本，VFPv3還有單精度版本，只實現了單精度浮點數的運算指令，gcc中稱這種版本的VFPv為“vfpv3xd”，相應的，還有vfpv3xd-fp16。不過這種實現的ARM處理比較少見。
NEON部件和浮點部件關系密切，在兩者同時存在時，使用的是同一套寄存器。不過，NEON的寄存器數目是固定的，和VFPv3/VFPv-FP16/VFPv4相同。這意味著，NEON不能和VFPv3-D16/VFPv3-D16-FP16這種寄存器閹割版共存。當沒有浮點部件時，NEON部件只能進行整點運算。下表是NEON和VFP部件可能的組合：
| NEON部件 | VFP部件 | 說明 |
| 僅整型 | 未實現 | |
| 整型和單精度浮點 | 單精度浮點 | |
| 整型和單精度浮點 | 單精度和雙精度浮點 | |
| 未實現 | 單精度浮點 | |
| 未實現 | 單精度和雙精度浮點 |
從上面這個表可以看出，即使VFP部件實現了雙精度運算的功能，NEON部件也只能進行單精度運算。不止如此，gcc的手冊之處，NEON的浮點運算不完全符合IEEE 754標準，在某些情況下會損失精度，因此即使使用了自動向量化的選項，浮點運算的向量化默認也是關閉的。
依據半精度和Fused Multiply-Ad擴展的實現情況，NEON部件可以分為3種版本：
高級SIMDv1：兩者均未實現
高級SIMDv1帶半精度擴展：實現了半精度擴展
高級SIMDv2：同時實現了半精度和Fused Multiply-Ad擴展
而NEON半精度和Fused Multiply-Ad擴展的實現情況與VFP部件是相關的。
總結一下VFP和NEON的特點：
1.VFPv3/VFPv4分為根據寄存器情況分為D16和D32兩個版本，D16的雙精度（64位）寄存器只有16個。
2.D16版本的VFP不能和NEON部件共存。
3.NEON部件單獨存在時只能進行整點運算
4.實現了半精度擴展的VFPv3稱為FP16版本，如果連Fused Multiply-Ad擴展也實現了，就是VFPv4了。
除了上面所說的，ARMv7處理器還有很多特性。由于我了解的不多，就不多說了
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