ARM ha anunciado el programa Cortex-X Custom (CXC). El primer núcleo de alto rendimiento del programa personalizado es el ARM Cortex-X1. ¡Siga leyendo para saber más!
Cada año, en mayo, ARM, con sede en el Reino Unido, propiedad de Softbank, con sede en Japón, anuncia su nueva IP móvil (propiedad intelectual) para su uso en dispositivos móviles. Esta IP consta de nuevos núcleos de CPU y nuevas GPU. El conjunto de instrucciones de ARM se utiliza en todos los teléfonos inteligentes del mundo: es una empresa de vital importancia. En términos de arquitecturas centrales de CPU, a partir de 2021, todos los principales proveedores de chips móviles destacados utilizarán la IP de CPU estándar de ARM (como Samsung System LSI). se ha dado por vencido en sus núcleos personalizados Exynos M). Por eso es doblemente importante que ARM haga las cosas bien. Ahora, para este año, ARM ha anunciado la arquitectura de CPU ARM Cortex-A78 y la GPU Mali-G78, las sucesoras del Corteza-A77 CPU y el Malí-G77 GPU respectivamente. Si bien se esperaban estos anuncios, lo que no se esperaba era que ARM anunciara otro núcleo de CPU en forma de Cortex-X. Durante años, los críticos de tecnología y los usuarios se han quejado del hecho de que las arquitecturas de CPU de Apple están varios años por delante de la serie Cortex-A de ARM. Con el programa de CPU Cortex-X y Cortex-X1, esto finalmente puede cambiar en 2021.
ARM sabe que sus clientes exigen más soluciones y productos basados en diferentes necesidades en diferentes segmentos de productos. El Corteza-A76, por ejemplo, se utiliza en los SoC emblemáticos, así como en algunos SoC de gama media-baja. Su máximo rendimiento no era tan alto como los competidores de Apple porque ARM necesitaba centrarse en PPA (rendimiento, potencia y área) primero. La eficiencia energética y la eficiencia energética eran prioridades más altas para la empresa que el rendimiento absoluto.
Con Cortex-X1, esto cambia.
ARM ha anunciado el programa Cortex-X Custom (CXC). Este programa implica una estrecha colaboración con los equipos de ingeniería de ARM y los socios del programa de ARM, quienes pueden dar forma a un producto de CPU final para satisfacer las demandas específicas del mercado. ARM señala que esto permite a los socios del programa definir sus propios puntos de rendimiento fuera del "envoltorio habitual de Cortex-A de PPA". La CPU personalizada final, diseñada y construida por ARM, se entregará bajo la marca ARM Cortex-X. La primera CPU que forma parte del programa CXC es la CPU ARM Cortex-X1.
ARM está muy orgulloso del Cortex-X1 y dice que es la CPU Cortex más potente hasta la fecha. Ofrece una mejora del rendimiento máximo del 30% con respecto al Cortex-A77 actual. Se dice que brindará "el máximo rendimiento" para soluciones personalizadas de próxima generación. La CPU surgió como respuesta a los socios que querían maximizar el rendimiento de acuerdo con sus propios casos de uso.
El Cortex-X1, como se esperaba, también es más rápido que el recientemente anunciado Cortex-A78, que se ubica debajo de él. La redacción es importante aquí. ARM dice que proporciona mejoras del rendimiento en comparación con el Cortex-A78 con hasta un 22% de mejoras en el rendimiento de enteros de un solo subproceso. Las "mejoras" se refieren al hecho de que las mejoras están relacionadas con breves ráfagas de alto rendimiento, que son mejores para la reactividad y la capacidad de respuesta, según ARM. Supuestamente esto permitirá el mayor rendimiento jamás visto para teléfonos inteligentes y dispositivos de pantalla grande, pero en Teniendo en cuenta los números, el Cortex-X1 aún no podrá igualar al próximo Apple A14, con el que sí competir. Sin embargo, es posible que pueda obtener una puntuación a la par del Apple A13 de 2019.
El Cortex-X1 ofrece el doble de mejoras en el rendimiento del aprendizaje automático (ML) que el A77. Esta es una mejora notable y surge como parte del impulso más amplio de ARM para lograr un mayor rendimiento informático local.
El clúster DynamIQ de núcleos 4x Cortex-A78 y 4x Cortex-A55 proporciona mejoras de rendimiento sostenidas del 20 % con respecto al clúster 4x Cortex-A77 y 4x Cortex-A55. Para obtener más información sobre el reclamo del 20%, consulte nuestro artículo. (Sí, lamentablemente ARM no anunció un sucesor del Cortex-A55. Puede llegar el próximo año.) El Cortex-X1, por otro lado, permite una mayor escalabilidad al tiempo que aumenta el rendimiento máximo. Socios que agregan 1x Cortex-X1 como parte del clúster DynamIQ junto con 3x Cortex-A8 y 4x Cortex-A55 obtendrá una mejora del 30% en el rendimiento máximo con respecto a la generación anterior, lo cual es una hazaña que vale la pena. notando. El A78 está diseñado especialmente para brindar eficiencia, por lo que cuando se combina con el Cortex-X1, el combo ofrecerá el mejor rendimiento sostenido y máximo. Los teléfonos Android emblemáticos serán mucho más rápidos.
ARM dice que el mercado clave para las soluciones con Cortex-X1 son los teléfonos inteligentes y los nuevos factores de forma (teléfonos plegables y dispositivos grandes con múltiples pantallas). El X1 proporciona una experiencia de usuario más rápida con tiempos de carga de aplicaciones más rápidos y una capacidad de respuesta de desplazamiento de páginas web mejorada. Las experiencias basadas en IA y ML mejorarán con la mejora del rendimiento del ML. Como era de esperar, el X1 también mejorará casos de uso como productividad, comunicación, seguridad, inmersión digital múltiple, juegos avanzados basados en cámaras y experiencias XR.
ARM Cortex-X1: arquitectura de CPU
La arquitectura de Cortex-X1 es donde las cosas se ponen interesantes. Tiene numerosas actualizaciones de microarquitectura que brindan ese máximo impulso de rendimiento. El Cortex-A76, que se anunció en 2018, actualizó el ancho de decodificación de instrucciones a 4 de ancho desde los 3 de ancho del Cortex-A75, que, a su vez, había aumentado desde los 2 de ancho del Cortex-A73. Sin embargo, el Cortex-A77 optó por mantener constante el ancho de decodificación en 4 anchos. Los chips de la serie A de Apple son grandes y anchos, ya que el ancho de decodificación de todos los chips de la serie A desde el A11 ha sido de 7, que es más ancho incluso que las arquitecturas de CPU de escritorio. ARM ha dado un paso más hacia Apple con Cortex-X1, ya que el ancho de banda de decodificación se ha incrementado en un 25% a 5 instrucciones decodificadas por ciclo.
Además, ARM dice que el rendimiento de la caché de MOP se ha incrementado en un 33% a 8 MOP por ciclo. El motor Neon del Cortex-X1 tiene dos tubos adicionales que duplican su capacidad de cálculo con respecto al A78. En términos de tamaños de caché, el X1 admite 64 kB L1 y hasta 1 MB de caché L2, mientras que el clúster DynamIQ se ha actualizado para admitir ahora 8 MB de L3 para un rendimiento máximo. El A78 también puede utilizar el L3 más grande cuando se utiliza en combinación con el Cortex-X1.
El Cortex-X1 es el primer ejemplo de una CPU Cortex producida bajo el programa CXC. La necesidad misma del programa CXC es impulsar el rendimiento a un nivel fuera del PPA de Cortex-A. Esto se debe a que todo ese mayor rendimiento tiene un costo. El Cortex-X1 tiene 1,5 veces el tamaño del Cortex-A78. Esto significa que tiene un peor PPA y una peor eficiencia energética. Por lo tanto, es poco probable que se encuentre en cualquier teléfono de gama media o económica, ya que probablemente estará restringido a teléfonos insignia de gama alta. Permitir que los socios tengan una CPU que sea específica para las necesidades de su mercado diferenciará entre la hoja de ruta del CPU Cortex-A. Cabe señalar aquí que los socios del programa no podrán personalizar directamente ninguna CPU bajo CXC. programa. En cambio, el programa CXC es esencialmente el sucesor de la licencia "Built for Cortex", donde ARM realiza modificaciones a pedido de los socios y diseña la IP de la CPU para venderla al socio. De esta manera, ARM dice que satisfará las necesidades de un ecosistema en constante expansión.
La velocidad de reloj objetivo del Cortex-X1 es 3GHz. ARM ha estado apuntando a 3GHz desde el A76, y la velocidad del reloj no se ha materializado notablemente. Sin embargo, con la próxima llegada de los SoC de 5 nm, ARM tiene la esperanza de que los proveedores finalmente envíen el gran diseño central de ARM. a 3GHz. ARM señala que todas las estimaciones de rendimiento se basaron en SPECint2006, que es un estándar de la industria punto de referencia.
panorama
El anuncio del Cortex-X1 es emocionante para los aspirantes a compradores de teléfonos Android emblemáticos en 2021. Por primera vez desde 2013 y el Apple A7, ARM podrá acercarse a los chips de la serie A de Apple en términos de rendimiento máximo. Incluso si el Cortex-X1 no coincide con el A14, estará más cerca que en los últimos siete años.
El próximo Qualcomm Snapdragon 875 probablemente incorporará tanto el Cortex-X1 como el Cortex-A78 como parte de sus "Prime Core" y "Performance Cores". Hola silicio no está en ninguna posición adoptar la IP más nueva de ARM ya que a TSMC se le ha prohibido suministrarle chips, por lo que los teléfonos Huawei no contarán con los nuevos núcleos de CPU este año, y probablemente ni siquiera a principios del próximo año. En particular, Samsung está en una posición sólida para adoptar Cortex-X1 + Cortex-A78 como parte del próximo SoC insignia Exynos, que sucederá al Exynos 990. Samsung emitió un comunicado en el que decía que estaba "muy emocionado" de ver la nueva dirección que está tomando ARM con el programa Cortex-X Custom. El Cortex-X1 esencialmente niega la fallida empresa de núcleos personalizados de Samsung. Es de esperar que el próximo año, los teléfonos Galaxy S21/S30 con tecnología Exynos finalmente estén libres de déficits mayores o menores en el rendimiento de la CPU frente a la competencia con tecnología Snapdragon. Finalmente, no está claro si MediaTek adoptará el Cortex-X1. El Dimensión 1000El sucesor de Google podría adoptar únicamente el A78, o podría optar por el combo X1 más A78 para competir frontalmente con Qualcomm. Tendremos que esperar para ver cómo se desarrollan las cosas el año que viene.
El futuro del rendimiento de la CPU en Android parece brillante incluso siendo uno de los principales productores de chips de CPU. está al borde del cierre.
Fuentes: ARM (1, 2), anandtech