与 cortexa15 CPU(s) 相比，cortexa7 CPU(s) 执行循环的时间太长答案

【问题标题】：cortexa7 CPU(s) took too long time to execute a loop compared to cortexa15 CPU(s)与 cortexa15 CPU(s) 相比，cortexa7 CPU(s) 执行循环的时间太长
【发布时间】：2018-09-28 09:23:52
【问题描述】：

我正在测试 CPU 性能。我使用了支持 armv7 和 SMP 的 02 板：cortexa15@1.5GHz 双核和 cortexa7@1GHz 双核。

然后，执行如下简单循环并测量执行时间：

#define DEFAULT_CALC_LOOPS 1000
#define LOOPS_MULTIPLIER 4.2
...
loops = DEFAULT_CALC_LOOPS;
...
void *calc(int loops)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < loops * LOOPS_MULTIPLIER; i++) {
        for (j = 0; j < 125; j++) {
            // Sum of the numbers up to J
            volatile int temp = j * (j + 1) / 2;
            (void)temp;
        }
    }
    return NULL;
}

02板经过各种测试后的结果：

cortexa15：~1.2 毫秒
cortexa7：~5 毫秒

上面的结果有很大的不同。

是否存在影响结果的依赖性或限制？谁有这方面的经验可以分享我的想法？谢谢。

【问题讨论】：

看起来很合理，cortexa15 的性能通常是 cortexa7 的 2-3 倍 + 你让它的时钟速度提高了 50%。
初看，我也觉得有道理。我做了另一个练习 - 使用了另一个同时支持 a15 和 a7 的板 (iwavesystems.com/rz-g1h-q7-development-kit.html) --> 禁用了所有 a15 并且只保留了双核 a7 --> 我只得到了大约 1.2 毫秒的执行时间。
如果您使用的是 GCC，您可以添加 -Ofast -mtune=native 优化选项并再次检查差异。

标签： cpu cortex-a

【解决方案1】：

对我来说，cortexa15 的性能是 cortexa7 的 2 到 3 倍以上。此外，我有 cortexa15@1.5GHz 和 cortexa7@1GHz。所以我也觉得上面的结果是合理的。

下面，我将举一个 cortexa15 案例研究的例子来衡量执行时间：

计算CPU时间的公式：

CPU 执行时间 = 指令数 x CPI x 时钟周期

I：指令数

CPI：每条指令的周期数 (IPC = 1/CPI)

C：时钟周期（1/CPU时钟）-秒

推荐社区：https://en.wikipedia.org/wiki/Instructions_per_second

看看 cortexa15 双核（与 iWave G1M/N 相同）。

Cortexa15 在 1.5 GHz 时执行 9,900 MIPS，平均 IPC = 6.6

CPI = 1/IPC = 1/6.6 = 0.1515 周期/指令

G1M/N 最大频率为 1.5 GHz（时钟范围 ~1.3 GHz - 1.5 GHz）我认为这些电路板会尽最大努力（1.5 GHz）

C = 1/(1.5.10^9) = 0.6667 ns

将 C 代码转换为 ARM 架构的汇编代码：

for (i = 0; i

    for (j = 0; j < 125; j++) {
        // Sum of the numbers up to J
        volatile int temp = j * (j + 1) / 2;
        (void)temp;
    }

}

参考：https://godbolt.org

I = (((9+9) * 125) + 17) * 1000 * 4.2 = 9521400

最终CPU执行时间为0.000962秒。大约 0.962 毫秒 以 CPU 的最大努力执行循环。

在最坏的情况下（1.3 GHz），循环的 CPU 时间约为 1.109 毫秒。

通过测试，我得到了相同的值。

我为 cortexa7@1GHz 做了更多的案例。

CPU 执行时间 = 9521400 * 1/1.9 * 1ns = 5.011 (ms)

【讨论】：