ARM big.LITTLE系统技术应用

　　一致性是实现快速转移的重要因素，它允许监视并将保存在离埠处理器(outbound processor)的状态，在入埠处理器(inbound processor)上检测与恢复，而不必通过主存储器的存取。此外，由于离埠处理器的L2有高速缓存一致性(cache coherency)的功能，当任务转移时，可以透过检测数据值的方式，改善入埠处理器的高速缓存预热时间，此时L2高速缓存仍然可以维持供电状态。不过，因为离埠处理器的L2高速缓存无法提供新数据的配置， 最后还必须清除并关闭电源以节省耗电。

　　big.LITTLE中央处理器转移模式

　　至于中央处理器转移，小核的处理器集群中每个处理器都对应了一个大核集群的处理器。中央处理器为成对配置(Cortex-A15及Cortex-A7处理器上同时配置CPU0、CPU1……依此类推)。使用中央处理器转移时，每个处理器配对中在同一时间只有一个中央处理器能够运转。

　　系统会主动检测各处理器的负载。高负载时内容执行会转移到大的核心，当负载较低，执行则会转移到小的核心。不论何时每个配对中只有一个处理器可以运转。当负载从离埠核心转移到入埠核心时，前者便会关闭。这种模式让大核与小核的组合能随时运转。

　　big.LITTLE MP运作

　　由于big.LITTLE系统可以经由CCI-400达到高速缓存的一致性，因此有另一种模式能让Cortex-A15及Cortex-A7处理器同时运作并同步执行程序代码，称为big.LITTLE MP(本质上是一种异质性多任务处理模型)。这是big.LITTLE系统最先进且最具弹性的模式，能跨越两个集群调整单一执行环境。在这种使用模式下，若线程有上述处理性能方面的需求，便可开启Cortex-A15处理器核心并同时通过Cortex-A7处理器核心执行任务。如果没有这方面需求，则只需开启Cortex-A7处理器。在实际应用上，不同集群的处理器核心并不需要保持一致，而big.LITTLE MP更容易支持非对称的丛集。

　　移动应用的特性

　　big.LITTLE技术具有优势的原因之一，就是普通情况下移动应用工作量对性能的需求各有不同。图5显示的是目前搭载Cortex-A9的移动设备中，两个核心在DVFS、闲置与完全关机状态下所花费时间的百分比。图中红色代表最高频率的操作点，绿色区块则代表最低频率操作点，介于两者的颜色则属中级频率。除了DVFS状态，操作系统电源管理也会使中央处理器闲置。图中浅蓝色区块代表空闲时间。当中央处理器闲置的时间够长，系统的电源控制软件可能会完全关闭其中一个核心以节省耗电。图中最深的颜色便代表这部份。

　　从图5可清楚看出，应用程序处理器在好几种普通工作量下，都有相当多时间处于低频率状态。在big.LITTLE系统里，系统级芯片(SoC)可利用耗能较低的Cortex-A7中央处理器，执行深红色部分以外的所有工作。下图则以相同方式分析了更为密集的工作量，而即使是在这样的状况下，在Cortex-A7处理器对应出低于1GHz的频率的机会仍然很大。

　　性能与耗电分析：big.LITTLE测试芯片

　　2011年起，用户层级软件已能在big.LITTLE排程上运转，不过，那只是在处理器核心与互联的软件模型环境上发展。为完整评估big.LITTLE系统的性能、节能以及调校是否合适，必须打造一个能让用户软件全速运转的测试芯片。ARM的测试芯片早在2012年初夏即由制造厂完成，并在短短几周内开始搭配硬件开发板(development board)运转，支持完整版的Linux系统及安卓操作系统 Ice Cream Sandwich(Jelly Bean亦纳入测试但本文引用结论均来自Ice Cream Sandwich)。这个测试芯片包含了一个双核Cortex-A15集群、一个三核Cortex-A7集群，以及CCI-400高速缓存一致总线架构。会影响部分使用者评效基准的图形处理器并不包括在内，但平台仍可支持Linux、安卓操作系统以及性能测试软件。