与 cortexa15 CPU(s) 相比，cortexa7 CPU(s) 执行循环花费的时间太长

Question

我正在测试 CPU 性能。我用的是支持armv7和SMP的02板子：cortexa15@1.5GHz双核和cortexa7@1GHz双核。

然后，执行如下简单的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;
}

经过各种测试后02板上显示的结果：

cortexa15：~1.2 毫秒
cortexa7：~5 毫秒

以上结果相差很大

是否有任何依赖或限制影响结果？谁有这方面的经验可以分享我的想法？谢谢

Answer 1

对我来说，cortexa15 的性能是 cortexa7 的 2 - 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。

下面我举一个cortexa15的case study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（和iWave一样G1M/N）。

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

CPI = 1/IPC = 1/6.6 = 0.1515 cycle/instruction

G1M/N 最大 1.5 GHz（时钟范围 ~1.3 GHz - 1.5 GHz）我假设电路板会尽力而为 (1.5 GHz)

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

将 C 代码转换为 ARM arch 的汇编代码：

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;
    }

}

参考：https://godbolt.org

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

CPU执行时间最终为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（在 1.3 GHz），CPU 循环时间约为 1.109 毫秒。

通过测试，我得到了相同的值。

--

我为 cortexa7@1GHz 做了更多案例。

CPU execution time = 9521400 * 1/1.9 * 1ns = 5.011 (ms)

与 cortexa15 CPU(s) 相比，cortexa7 CPU(s) 执行循环花费的时间太长

cortexa7 CPU(s) took too long time to execute a loop compared to cortexa15 CPU(s)

cpu

cortex-a