Společnost ARM oznámila program Cortex-X Custom (CXC). První vysoce výkonné jádro v rámci vlastního programu je ARM Cortex-X1. Čtěte dále a dozvíte se více!
Každý rok v květnu společnost ARM se sídlem ve Velké Británii, vlastněná japonskou Softbank, oznámí svůj nový Mobile IP (intelektuální vlastnictví) pro použití v mobilních zařízeních. Tato IP se skládá z nových jader CPU a nových GPU. Instrukční sada ARM se používá v každém smartphonu na světě - je to velmi důležitá společnost. Pokud jde o architektury jádra CPU, od roku 2021 bude každý významný dodavatel mobilních čipů používat IP CPU CPU společnosti ARM (jako Samsung System LSI se vzdal na vlastních jádrech Exynos M). Proto je dvojnásob důležité, aby ARM uvedl věci do pořádku. Nyní pro tento rok společnost ARM oznámila architekturu CPU ARM Cortex-A78 a GPU Mali-G78, nástupce Cortex-A77 CPU a Mali-G77 GPU resp. Zatímco tato oznámení byla očekávána, neočekávalo se, že ARM oznámí další CPU jádro v podobě Cortex-X. Techničtí recenzenti a uživatelé si léta stěžovali na skutečnost, že architektury procesorů Apple jsou o několik let před řadou Cortex-A od ARM. S programem Cortex-X CPU a Cortex-X1 se to může v roce 2021 konečně změnit.
ARM ví, že její zákazníci požadují více řešení a produktů založených na různých potřebách v různých produktových segmentech. The Cortex-A76, se například používá ve vlajkových SoC a také v některých SoC nižší střední třídy. Jeho maximální výkon nebyl tak vysoký jako konkurenti Apple, protože ARM se potřeboval zaměřit na PPA (výkon, výkon a oblast) První. Energetická účinnost a energetická účinnost byly pro společnost vyšší prioritou namísto absolutního výkonu.
S Cortex-X1 se to mění.
Společnost ARM oznámila program Cortex-X Custom (CXC). Tento program zahrnuje úzkou spolupráci s inženýrskými týmy ARM a programovými partnery ARM, kteří mohou tvarovat finální CPU produkt tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům trhu. ARM poznamenává, že to umožňuje partnerům programu definovat své vlastní výkonnostní body mimo „obvyklou obálku Cortex-A PPA“. Finální vlastní CPU, navržený a postavený ARM, bude dodáván pod značkou ARM Cortex-X. První CPU jako součást programu CXC je CPU ARM Cortex-X1.
ARM je velmi hrdý na Cortex-X1 a říká, že je to dosud nejvýkonnější procesor Cortex. Přináší 30% špičkové zlepšení výkonu oproti současnému Cortex-A77. Říká se, že přináší „ultimátní výkon“ pro zákaznická řešení nové generace. CPU přišel v reakci na partnery, kteří chtěli maximalizovat výkon v souladu s jejich vlastními případy použití.
Cortex-X1 je podle očekávání také rychlejší než nově oznámený Cortex-A78, který se nachází pod ním. Zde je důležitá formulace. ARM říká, že poskytuje zvýšení výkonu ve srovnání s Cortex-A78 s až 22% zlepšením jednovláknového celočíselného výkonu. „Povznesení“ odkazuje na skutečnost, že vylepšení souvisí s krátkými dávkami vysokého výkonu, které jsou podle ARM nejlepší pro reaktivitu a odezvu. To údajně umožní nejvyšší výkon pro smartphony a zařízení s velkou obrazovkou, ale dál Vzhledem k číslům se Cortex-X1 stále nebude moci rovnat nadcházejícímu Apple A14, se kterým bude soutěžit. Může však být schopen dosáhnout stejného skóre jako Apple A13 z roku 2019.
Cortex-X1 nabízí 2x vylepšení výkonu strojového učení (ML) oproti A77. Toto je pozoruhodné zlepšení a přichází jako součást širšího úsilí ARM o větší lokální výpočetní výkon.
Cluster DynamIQ 4x Cortex-A78 a 4x Cortex-A55 poskytuje 20% trvalé zlepšení výkonu oproti clusteru 4x Cortex-A77 a 4x Cortex-A55. Další informace o 20% nároku najdete v našem článku. (Ano, ARM neoznámila nástupce Cortex-A55, bohužel. Může přijít příští rok.) Cortex-X1 na druhé straně umožňuje větší škálovatelnost a zároveň zvyšuje špičkový výkon. Partneři přidávají 1x Cortex-X1 jako součást clusteru DynamIQ vedle 3x Cortex-A8 a 4x Cortex-A55 dosáhne 30% zlepšení špičkového výkonu oproti předchozí generaci, což je výkon, který stojí za to poznamenat. A78 je speciálně vyroben pro efektivitu, takže v kombinaci s Cortex-X1 bude kombo poskytovat nejlepší trvalý a špičkový výkon. Vlajkové telefony Android budou mnohem rychlejší.
ARM říká, že klíčovým trhem pro řešení s Cortex-X1 jsou smartphony a nové tvarové faktory (skládací telefony a velká zařízení s více obrazovkami). X1 poskytuje rychlejší uživatelské rozhraní s rychlejšími časy načítání aplikací a vylepšenou odezvou posouvání webových stránek. Zkušenosti založené na AI a ML se zlepší se zlepšením výkonu ML. X1 předvídatelně také zlepší případy použití, jako je produktivita, komunikace, zabezpečení, vícenásobné digitální ponoření, pokročilé hraní her a XR.
ARM Cortex-X1 - architektura CPU
Architektura Cortex-X1 je místo, kde jsou věci zajímavé. Má četné mikroarchitektonické upgrady, které poskytují maximální zvýšení výkonu. Cortex-A76, který byl oznámen v roce 2018, upgradoval šířku dekódování instrukcí na šířku 4 z 3 šířky Cortex-A75, která se naopak zvětšila z šířky 2 šířky Cortex-A73. Cortex-A77 se však rozhodl ponechat šířku dekódu konstantní na šířce 4. Čipy Apple řady A jsou velké a široké, protože šířka dekódování všech čipů řady A od A11 byla 7 šířky, což je širší než dokonce i stolní architektury CPU. ARM se s Cortex-X1 posunul o krok blíže Applu, protože šířka pásma dekódování byla zvýšena o 25 % na 5 instrukcí dekódovaných za cyklus.
Kromě toho ARM říká, že propustnost mezipaměti MOP se zvýšila o 33 % na 8 MOP za cyklus. Neon engine Cortex-X1 má dvě další trubky, které zdvojnásobují jeho výpočetní kapacitu oproti A78. Pokud jde o velikosti mezipaměti, X1 podporuje 64 kB L1 a až 1 MB L2 cache, zatímco cluster DynamIQ byl upgradován tak, aby nyní podporoval 8 MB L3 pro maximální výkon. Větší L3 může být také použit A78, když je používán v kombinaci s Cortex-X1.
Cortex-X1 je prvním příkladem Cortex-CPU vyrobeného v rámci programu CXC. Hlavní potřeba programu CXC je posunout výkon na hranici mimo Cortex-A PPA. To proto, že všechen ten zvýšený výkon něco stojí. Cortex-X1 je 1,5x větší než Cortex-A78. To znamená, že má horší PPA a také horší energetickou účinnost. Je tedy nepravděpodobné, že by se našel v jakémkoli telefonu střední nebo levné třídy, protože bude pravděpodobně omezen na špičkové vlajkové telefony. Umožnění partnerům mít CPU, které je specifické pro jejich potřeby trhu, bude rozlišovat mezi plánem CPU Cortex-A. Zde je třeba poznamenat, že partneři programu nebudou moci přímo přizpůsobit žádné CPU pod CXC program. Namísto toho je program CXC v podstatě nástupcem licence „Built for Cortex“, kde ARM provádí úpravy na žádost partnerů a navrhuje IP CPU pro prodej partnerovi. Tímto způsobem ARM říká, že bude splňovat potřeby neustále se rozšiřujícího ekosystému.
Cílová rychlost hodin Cortex-X1 je 3 GHz. ARM se od A76 zaměřuje na 3 GHz a rychlost hodin se výrazně nepodařilo naplnit. S nadcházejícím příchodem 5nm SoC však ARM doufá, že prodejci konečně dodají návrh velkého jádra ARM na frekvenci 3 GHz. ARM poznamenává, že všechny odhady výkonu byly založeny na SPECint2006, což je průmyslový standard benchmark.
Výhled
Oznámení Cortex-X1 je vzrušující pro začínající kupce vlajkových telefonů Android v roce 2021. Poprvé od roku 2013 a Apple A7 se ARM bude moci přiblížit čipům Apple řady A, pokud jde o špičkový výkon. I když se Cortex-X1 nevyrovná A14, bude blíž, než tomu bylo v posledních sedmi letech.
Chystaný Qualcomm Snapdragon 875 bude pravděpodobně obsahovat jak Cortex-X1, tak Cortex-A78 jako součást jeho „Prime Core“ a „Performance Core“. HiSilicon není v žádné pozici přijmout nejnovější IP ARM, protože společnosti TSMC bylo zakázáno dodávat jí čipy, takže telefony Huawei nebudou obsahovat nová jádra CPU letos a pravděpodobně ani začátkem příštího roku. Je pozoruhodné, že Samsung je v silné pozici pro přijetí Cortex-X1 + Cortex-A78 jako součásti příští vlajkové lodi Exynos SoC, která nahradí Exynos 990. Samsung vydal prohlášení, ve kterém uvedl, že je „velmi nadšený“, když vidí nový směr, kterým se ARM ubírá s programem Cortex-X Custom. Cortex-X1 v podstatě neguje neúspěšný podnik Samsungu s vlastními jádry. Nezbývá než doufat, že příští rok budou telefony Galaxy S21/S30 poháněné Exynosem konečně bez větších či menších deficitů výkonu CPU proti konkurenci se Snapdragonem. Konečně není jisté, zda MediaTek přijme Cortex-X1. The Rozměr 1000Nástupce může převzít pouze A78, nebo může jít o kombo X1 plus A78, aby mohl přímo konkurovat Qualcommu. Na to, jak se věci vyvinou, si budeme muset počkat příští rok.
Budoucnost výkonu CPU v Androidu vypadá jasně i jako jeden z hlavních výrobců CPU čipů stojí na pokraji uzavření.
Zdroje: ARM (1, 2), AnandTech