ARM hat das Cortex-X Custom-Programm (CXC) angekündigt. Der erste Hochleistungskern im Rahmen des benutzerdefinierten Programms ist der ARM Cortex-X1. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren!
Jedes Jahr im Mai kündigt das in Großbritannien ansässige Unternehmen ARM, das sich im Besitz der in Japan ansässigen Softbank befindet, sein neues Mobile IP (geistiges Eigentum) für den Einsatz in Mobilgeräten an. Diese IP besteht aus neuen CPU-Kernen sowie neuen GPUs. Der Befehlssatz von ARM wird in jedem Smartphone auf der Welt verwendet – es handelt sich um ein äußerst wichtiges Unternehmen. Was die CPU-Kernarchitekturen angeht, wird ab 2021 jeder große Hersteller mobiler Chips die Standard-CPU-IP von ARM (als Samsung System LSI) verwenden hat aufgegeben auf seinen benutzerdefinierten Exynos M-Kernen). Deshalb ist es doppelt wichtig, dass ARM alles richtig macht. Nun hat ARM für dieses Jahr die ARM-Cortex-A78-CPU-Architektur und die Mali-G78-GPU angekündigt, die Nachfolger der Cortex-A77 CPU und die
ARM weiß, dass seine Kunden mehr Lösungen und Produkte verlangen, die auf unterschiedlichen Anforderungen in verschiedenen Produktsegmenten basieren. Der Cortex-A76wird beispielsweise in Flaggschiff-SoCs sowie in einigen SoCs der unteren Mittelklasse verwendet. Seine maximale Leistung war nicht so hoch wie die Konkurrenten von Apple, da sich ARM auf PPA (Leistung, Leistung und Fläche) konzentrieren musste. Erste. Energieeffizienz und Energieeffizienz hatten für das Unternehmen höhere Priorität als absolute Leistung.
Mit dem Cortex-X1 ändert sich das.
ARM hat das Cortex-X Custom (CXC)-Programm angekündigt. Dieses Programm erfordert eine enge Zusammenarbeit mit den ARM-Entwicklungsteams und den Programmpartnern von ARM, die ein endgültiges CPU-Produkt entwickeln können, um spezifische Marktanforderungen zu erfüllen. ARM weist darauf hin, dass dies Programmpartnern ermöglicht, ihre eigenen Leistungspunkte außerhalb des „üblichen Cortex-A-Umschlags von PPA“ zu definieren. Die endgültige kundenspezifische CPU, die von ARM entworfen und gebaut wurde, wird unter der Marke ARM Cortex-X geliefert. Die erste CPU im CXC-Programm ist die ARM Cortex-X1-CPU.
ARM ist sehr stolz auf den Cortex-X1 und sagt, dass es sich um die bisher leistungsstärkste Cortex-CPU handelt. Es bietet eine Verbesserung der Spitzenleistung um 30 % gegenüber dem aktuellen Cortex-A77. Es soll „ultimative Leistung“ für kundenspezifische Lösungen der nächsten Generation bringen. Die CPU entstand als Reaktion auf Partner, die die Leistung entsprechend ihren eigenen Anwendungsfällen maximieren wollten.
Der Cortex-X1 ist erwartungsgemäß auch schneller als der neu angekündigte Cortex-A78, der darunter liegt. Hier ist die Formulierung wichtig. ARM sagt, dass es Folgendes bietet Leistungssteigerungen im Vergleich zum Cortex-A78 mit bis zu 22 % Single-Thread-Integer-Leistungsverbesserungen. Die „Uplifts“ beziehen sich auf die Tatsache, dass die Verbesserungen mit kurzen Hochleistungsschüben zusammenhängen, die laut ARM am besten für Reaktivität und Reaktionsfähigkeit sind. Dies wird angeblich die höchste Leistung aller Zeiten für Smartphones und Geräte mit großem Bildschirm ermöglichen, aber weiter Angesichts der Zahlen wird der Cortex-X1 immer noch nicht in der Lage sein, mit dem kommenden Apple A14 mitzuhalten, mit dem er es tun wird wetteifern. Möglicherweise kann es jedoch mit dem Apple A13 aus dem Jahr 2019 mithalten.
Der Cortex-X1 bietet im Vergleich zum A77 zweifache Leistungsverbesserungen beim maschinellen Lernen (ML). Dies ist eine bemerkenswerte Verbesserung und Teil des umfassenderen Strebens von ARM nach mehr lokaler Rechenleistung.
Der DynamIQ-Cluster aus 4x Cortex-A78- und 4x Cortex-A55-Kernen bietet 20 % nachhaltige Leistungsverbesserungen gegenüber dem 4x Cortex-A77- und 4x Cortex-A55-Cluster. Weitere Informationen zum 20 %-Anspruch finden Sie in unserem Artikel. (Ja, ARM hat leider keinen Nachfolger des Cortex-A55 angekündigt. Es könnte nächstes Jahr kommen.) Der Cortex-X1 hingegen ermöglicht eine größere Skalierbarkeit bei gleichzeitiger Steigerung der Spitzenleistung. Partner fügen 1x Cortex-X1 als Teil des DynamIQ-Clusters neben 3x Cortex-A8 und 4x Cortex-A55 hinzu wird eine 30-prozentige Verbesserung der Spitzenleistung gegenüber der vorherigen Generation erzielen, was eine lohnenswerte Leistung ist notieren. Der A78 ist speziell auf Effizienz ausgelegt, sodass die Kombination in Kombination mit dem Cortex-X1 die beste Dauer- und Spitzenleistung liefert. Flaggschiff-Android-Telefone werden viel schneller.
Laut ARM sind Smartphones und neue Formfaktoren (faltbare Telefone und große Geräte mit mehreren Bildschirmen) der Schlüsselmarkt für Lösungen mit dem Cortex-X1. Der X1 bietet eine schnellere Benutzeroberfläche mit schnelleren App-Ladezeiten und einer verbesserten Reaktionsfähigkeit beim Scrollen von Webseiten. KI- und ML-basierte Erfahrungen werden mit der Verbesserung der ML-Leistung besser. Der X1 wird erwartungsgemäß auch Anwendungsfälle wie Produktivität, Kommunikation, Sicherheit, mehrfaches digitales Eintauchen, kamerabasiertes, fortgeschrittenes Gaming und XR-Erlebnisse verbessern.
ARM Cortex-X1 – CPU-Architektur
Bei der Architektur von Cortex-X1 wird es interessant. Es verfügt über zahlreiche mikroarchitektonische Upgrades, die für einen Spitzenleistungsschub sorgen. Der 2018 angekündigte Cortex-A76 verbesserte die Befehlsdekodierungsbreite von 3 Breiten beim Cortex-A75 auf 4 Breiten, die wiederum gegenüber der 2 Breiten Breiten des Cortex-A73 zugenommen hatten. Der Cortex-A77 entschied sich jedoch dafür, die Dekodierbreite konstant bei 4-breite zu halten. Die Chips der A-Serie von Apple sind groß und breit, da die Decodierungsbreite aller Chips der A-Serie seit dem A11 7-breit ist, was breiter ist als selbst Desktop-CPU-Architekturen. ARM ist mit dem Cortex-X1 Apple einen Schritt näher gekommen, da die Dekodierbandbreite um 25 % auf 5 dekodierte Anweisungen pro Zyklus erhöht wurde.
Darüber hinaus gibt ARM an, dass der MOP-Cache-Durchsatz um 33 % auf 8 MOPs pro Zyklus erhöht wurde. Die Neon-Engine des Cortex-X1 erhält zwei zusätzliche Pipes, die ihre Rechenkapazität im Vergleich zum A78 verdoppeln. In Bezug auf die Cache-Größen unterstützt der X1 64 KB L1- und bis zu 1 MB L2-Cache, während der DynamIQ-Cluster aktualisiert wurde, um jetzt 8 MB L3 für ultimative Leistung zu unterstützen. Der größere L3 kann auch vom A78 genutzt werden, wenn er in Kombination mit dem Cortex-X1 verwendet wird.
Der Cortex-X1 ist das erste Beispiel einer Cortex-CPU, die im Rahmen des CXC-Programms hergestellt wurde. Der eigentliche Bedarf des CXC-Programms besteht darin, die Leistung auf ein Niveau außerhalb des Cortex-A-PPA zu bringen. Denn die Leistungssteigerung hat ihren Preis. Der Cortex-X1 ist 1,5-mal so groß wie der Cortex-A78. Dies bedeutet, dass es sowohl eine schlechtere PPA als auch eine schlechtere Energieeffizienz aufweist. Daher ist es unwahrscheinlich, dass es in irgendeinem Mittelklasse- oder Budget-Telefon zu finden ist, da es wahrscheinlich auf High-End-Flaggschiff-Telefone beschränkt sein wird. Indem wir Partnern ermöglichen, über eine CPU zu verfügen, die speziell auf ihre Marktanforderungen zugeschnitten ist, wird sich die Roadmap der unterscheiden Cortex-A-CPUs. Hierbei ist zu beachten, dass Programmpartner keine CPU direkt unter dem CXC anpassen können Programm. Stattdessen ist das CXC-Programm im Wesentlichen der Nachfolger der „Built for Cortex“-Lizenz, bei der ARM auf Wunsch der Partner Änderungen vornimmt und die CPU-IP so entwirft, dass sie an den Partner verkauft wird. Auf diese Weise wird ARM den Anforderungen des ständig wachsenden Ökosystems gerecht.
Die Zieltaktrate des Cortex-X1 beträgt 3 GHz. ARM strebt seit dem A76 3 GHz an, und die Taktrate ist deutlich ausgeblieben. Angesichts der bevorstehenden Einführung von 5-nm-SoCs hofft ARM jedoch, dass die Anbieter endlich das große Kerndesign von ARM anbieten werden bei 3GHz. ARM weist darauf hin, dass alle Leistungsschätzungen auf SPECint2006 basierten, einem Industriestandard Benchmark.
Ausblick
Die Ankündigung des Cortex-X1 ist für angehende Käufer von Flaggschiff-Android-Handys im Jahr 2021 spannend. Zum ersten Mal seit 2013 und dem Apple A7 wird ARM in der Lage sein, hinsichtlich der Spitzenleistung an die Chips der A-Serie von Apple heranzukommen. Auch wenn der Cortex-X1 nicht mit dem A14 mithalten kann, wird er näher dran sein als in den letzten sieben Jahren.
Der kommende Qualcomm Snapdragon 875 wird voraussichtlich sowohl den Cortex-X1 als auch den Cortex-A78 als Teil seiner „Prime Core“- und „Performance Cores“ enthalten. HiSilicon ist in keiner Position die neueste IP von ARM zu übernehmen, da TSMC von der Lieferung seiner Chips ausgeschlossen wurde, sodass Huawei-Telefone dieses Jahr und wahrscheinlich nicht einmal Anfang nächsten Jahres nicht mit den neuen CPU-Kernen ausgestattet sein werden. Insbesondere ist Samsung in einer guten Position, den Cortex-X1 + Cortex-A78 als Teil des nächsten Flaggschiff-SoCs Exynos zu übernehmen, das die Nachfolge antreten wird Exynos 990. Samsung veröffentlichte eine Erklärung, in der es sagte, man sei „sehr gespannt“ auf die neue Richtung, die ARM mit dem Cortex-X Custom-Programm einschlägt. Der Cortex-X1 macht im Wesentlichen Samsungs gescheitertes Unterfangen mit kundenspezifischen Kernen zunichte. Es bleibt zu hoffen, dass die Galaxy S21/S30-Telefone mit Exynos-Antrieb im nächsten Jahr endlich keine größeren oder kleineren CPU-Leistungsdefizite gegenüber der Konkurrenz mit Snapdragon-Antrieb aufweisen. Schließlich ist es ungewiss, ob MediaTek den Cortex-X1 übernehmen wird. Der Dimension 1000Der Nachfolger übernimmt möglicherweise nur den A78, oder er könnte sich für die Kombination aus X1 und A78 entscheiden, um direkt mit Qualcomm zu konkurrieren. Wir müssen abwarten, wie sich die Dinge im nächsten Jahr entwickeln.
Die Zukunft der CPU-Leistung in Android sieht selbst für einen großen CPU-Chip-Hersteller rosig aus steht kurz vor der Schließung.
Quellen: ARM (1, 2), AnandTech