【ARM Cache 系列文章 10 -- ARM Cortex-A720 Hunter 介绍】

news2024/11/20 3:18:49

Cortex-A720 是基于 DSU-120 实现的，下图显示了A720的实现配置图：
在这里插入图片描述

下图是 A720 内部组件图：
在这里插入图片描述
主要包含以下内容：

L1 instruction and L1 data memory systems
L2 memory system
Register rename，寄存器重命名
Instruction decode，指令解码
Instruction issue，指令分发
Execution pipeline，执行流水线，主要是做一些向量运算，
Memory Management Unit (MMU)
Trace unit and trace buffer
Performance Monitoring Unit (PMU)
Activity Monitoring Unit (AMU): 它的主要功能是提供一种机制来测量处理器的运行活动。
AMU 通过收集和存储关于处理器执行的指令和内存访问的详细信息，使得开发者可以更好地理解和优化软件在硬件上的性能。这些信息可能包括执行的指令数、缓存命中和未命中的数目、分支预测的准确性等等。

在某些场景下，AMU 的信息还可以用来进行能耗分析和优化。比如，通过比较不同的软件版本或者算法实现在处理器上运行的效率，开发者可以找到并解决可能的性能瓶颈，进一步减少能耗。
Generic Interrupt Controller (GIC) CPU interface
Branch prediction，分支预测

A720 通过 CPU Bridge 与 DSU-120 连接， DSU-120再与与外部存储及SOC上其它项连接

主要是从指令cache中拿去指令然后发送到指令解码单元。

L1 缓存系统主要包括：

解码单元将AArch64 架构的指令解码成CPU内部格式，然后发送到执行单元。

该功能主要是通过寄存器重命令来加速乱序执行和分发解码后的指令到对应的发射通道。

控制何时将解码后的指令发送到执行管道，它包含分发队里用于暂存解码后的指令。

主要用于执行 SVE 和 SEV2 指令，也可以执行加解密指令。

SVE，全名Scalable Vector Extension，是ARM在ARMv8-A架构中引入的一种向量扩展。SVE提供了一种新的处理向量数据的方法，使得在处理大规模并行任务时能够更加高效。SVE的一大特点是其向量寄存器的长度是可伸缩的，可以最大达到2048位。

SVE2是在SVE基础上的进一步扩展，加入了对复杂整数和浮点数运算的支持，以及对通信和密码学应用的支持。SVE2是ARMv9架构中的一个重要特性。

支持 AES 加解密；
支持 SHA-1,SHA-2,SHA-3 哈希算法；
支持 SM3 hash 功能和 SM4 hash 功能；在讨论这个问题之前，需要先明确一点，SM3和SM4是密码算法，而不是哈希算法。SM3是一种消息摘要算法，SM4是一种分组密码算法，它们都是由中国的国家密码管理局发布的。在硬件级别上，ARMv9能够更快更安全地执行这两种算法。这对于一些需要执行大量这类加密运算的场景（如网络安全、数据保护等）非常有利。

SM3是一种消息摘要算法，常用于数字签名、消息认证码等密码学应用中，它的输出是一个固定长度（512位）的“摘要”，任何微小的输入变化都会导致输出摘要的巨大变化，使得攻击者无法通过摘要反推出原始输入信息。

SM4是一种分组密码算法，用于数据的加密和解密。SM4使用的密钥长度为128位，分组长度为128位，采用了分组密码中常见的Feistel结构，是对称密码算法，即加密和解密使用的是同一个密钥。
支持有限域算法，用于支持Galois/Counter Mode 和 Elliptic Curve加解密， Galois/Counter Mode (GCM) 是一种块密码模式，它可以提供数据的加密和认证，常常用于保护网络数据。GCM 结合了 Galois 模式的消息认证码（GMAC）和计数器模式（CTR）的加密方式，可以同时进行加密和认证操作。