ARM on välja kuulutanud Cortex-X kohandatud programmi (CXC). Esimene kohandatud programmi suure jõudlusega tuum on ARM Cortex-X1. Loe edasi, et rohkem teada saada!
Iga aasta mais teatab Ühendkuningriigis asuv ARM, mis kuulub Jaapanis asuvale Softbankile, oma uut mobiilset IP-d (intellektuaalomand) mobiilseadmetes kasutamiseks. See IP koosneb uutest CPU tuumadest ja uutest GPU-dest. ARM-i juhiste komplekti kasutatakse igas maailma nutitelefonis – see on ülimalt oluline ettevõte. Mis puutub CPU tuumaarhitektuuridesse, siis alates 2021. aastast kasutavad kõik suuremad mobiilikiipide müüjad ARM-i põhiprotsessori IP-d (nagu Samsung System LSI on alla andnud selle Exynos M kohandatud tuumadel). Seetõttu on kahekordselt oluline, et ARM teeks asjad õigesti. ARM on sel aastal teatanud ARM Cortex-A78 CPU arhitektuuri ja Mali-G78 GPU, mis on selle järglased. Cortex-A77 CPU ja Mali-G77 GPU vastavalt. Kuigi neid teateid oodati, ei oodatud, et ARM teatas Cortex-X-i kujul teisest protsessori tuumast. Tehnikaülevaatajad ja kasutajad on aastaid kurtnud tõsiasja, et Apple'i CPU arhitektuurid on ARM-i Cortex-A seeriast mitu aastat ees. Cortex-X protsessoriprogrammi ja Cortex-X1 puhul võib see lõpuks 2021. aastal muutuda.
ARM teab, et tema kliendid nõuavad erinevatest tootesegmentidest rohkem erinevatest vajadustest lähtuvaid lahendusi ja tooteid. The Cortex-A76Näiteks kasutatakse nii lipulaevade SoC-de kui ka mõne madalama keskklassi SoC-de puhul. Selle maksimaalne jõudlus ei olnud nii kõrge kui Apple'i konkurendid, sest ARM pidi keskenduma PPA-le (jõudlus, võimsus ja pindala) esiteks. Energiatõhusus ja energiatõhusus olid ettevõtte jaoks absoluutse jõudluse asemel kõrgemad.
Cortex-X1 puhul see muutub.
ARM on välja kuulutanud Cortex-X Custom (CXC) programmi. See programm hõlmab tihedat koostööd ARM-i insenerimeeskondade ja ARM-i programmipartneritega, kes saavad kujundada lõpliku CPU-toote, et see vastaks konkreetsetele turunõuetele. ARM märgib, et see võimaldab programmi partneritel määratleda oma jõudluspunktid väljaspool "tavalist PPA Cortex-A ümbrikut". Viimane kohandatud CPU, mille on kavandanud ja ehitanud ARM, tarnitakse ARM Cortex-X kaubamärgi all. Esimene protsessor CXC programmi osana on ARM Cortex-X1 CPU.
ARM on Cortex-X1 üle väga uhke, öeldes, et see on seni võimsaim Cortexi protsessor. Võrreldes praeguse Cortex-A77-ga parandab see jõudlust 30%. Väidetavalt toob see järgmise põlvkonna kohandatud lahenduste jaoks "ülima jõudluse". Protsessor tuli vastuseks partneritele, kes soovisid jõudlust maksimeerida vastavalt oma kasutusjuhtumitele.
Cortex-X1 on ootuspäraselt ka kiirem kui äsja väljakuulutatud Cortex-A78, mis asub selle all. Sõnastus on siin oluline. ARM ütleb, et pakub sooritus tõstab võrreldes Cortex-A78-ga kuni 22% ühe lõime täisarvu jõudluse täiustustega. "Tõstmised" viitavad asjaolule, et täiustused on seotud suure jõudlusega lühikeste katkestustega, mis on ARM-i andmetel reaktsiooni- ja reageerimisvõime jaoks parimad. See võimaldab väidetavalt nutitelefonide ja suure ekraaniga seadmete jaoks kõigi aegade suurimat jõudlust, kuid sees Arvestades numbreid, ei suuda Cortex-X1 ikka veel ühtida tulevase Apple A14-ga, millega see võistlema. Siiski võib see olla samaväärne 2019. aasta Apple A13-ga.
Cortex-X1 pakub 2x masinõppe (ML) jõudluse täiustusi võrreldes A77-ga. See on märkimisväärne edasiminek ja see on osa ARM-i laiemast tõukest kohaliku arvutuse jõudluse suurendamiseks.
4x Cortex-A78 ja 4x Cortex-A55 tuumade DynamIQ klaster pakub 20% püsivat jõudlust võrreldes 4x Cortex-A77 ja 4x Cortex-A55 klastriga. Lisateavet 20% nõude kohta leiate meie artiklist. (Jah, kahjuks ei kuulutanud ARM välja Cortex-A55 järglasest. See võib tulla järgmisel aastal.) Cortex-X1 seevastu võimaldab suuremat mastaapsust, suurendades samal ajal tippjõudlust. Partnerid, kes lisavad 3x Cortex-A8 ja 4x Cortex-A55 kõrval DynamIQ klastri osana 1x Cortex-X1 saavutab tipptulemuse 30% paremuse võrreldes eelmise põlvkonnaga, mis on väärt saavutus märkides. A78 on loodud spetsiaalselt tõhususe tagamiseks, nii et Cortex-X1-ga kombineerituna tagab see kombinatsioon parima püsiva ja tipptasemel jõudluse. Androidi lipulaevad muutuvad palju kiiremaks.
ARM ütleb, et Cortex-X1 lahenduste põhiturg on nutitelefonid ja uued vormitegurid (kokkupandavad telefonid ja suured mitme ekraaniga seadmed). X1 pakub kiiremat kasutajakogemust koos kiiremate rakenduste laadimisaegade ja parema veebilehe kerimise reageerimisvõimega. AI-l ja ML-põhised kogemused muutuvad ML-i jõudluse paranemisega paremaks. X1 parandab ootuspäraselt ka kasutusjuhtumeid, nagu tootlikkus, side, turvalisus, mitmekordne digitaalne keelekümblus, kaamerapõhine, täiustatud mängu- ja XR-kogemused.
ARM Cortex-X1 – CPU arhitektuur
Cortex-X1 arhitektuur on koht, kus asjad muutuvad huvitavaks. Sellel on arvukalt mikroarhitektuurseid uuendusi, mis tagavad maksimaalse jõudluse. 2018. aastal välja kuulutatud Cortex-A76 tõstis juhiste dekodeerimise laiuse 4-laiusele Cortex-A75 3-laiusest, mis omakorda oli suurenenud Cortex-A73 2-laiusest. Cortex-A77 otsustas aga hoida dekodeerimislaiuse konstantsena 4 laiust. Apple'i A-seeria kiibid on suured ja laiad, kuna kõigi A-seeria kiipide dekodeerimislaius on alates A11-st olnud 7-laiune, mis on laiem isegi lauaarvuti protsessori arhitektuuridest. ARM on Cortex-X1-ga astunud sammu Apple'ile lähemale, kuna dekodeerimise ribalaiust on suurendatud 25% võrra 5 juhiseni, mis dekodeeritakse tsükli kohta.
Lisaks ütleb ARM, et MOP-i vahemälu läbilaskevõimet on suurendatud 33% võrra 8 MOP-ni tsükli kohta. Cortex-X1 neoonmootor saab kaks lisatoru, mis kahekordistavad selle arvutusvõimsust võrreldes A78-ga. Vahemälu suuruse osas toetab X1 64 kB L1 ja kuni 1 MB L2 vahemälu, samas kui DynamIQ klastrit on täiustatud nii, et see toetab nüüd ülima jõudluse tagamiseks 8 MB L3. Suuremat L3 saab kasutada ka A78, kui seda kasutatakse koos Cortex-X1-ga.
Cortex-X1 on esimene näide CXC programmi raames toodetud Cortex-CPU-st. Programmi CXC vajadus on saavutada jõudlus väljaspool Cortex-A PPA-d. Selle põhjuseks on asjaolu, et kogu see suurenenud jõudlus maksab. Cortex-X1 on 1,5 korda suurem kui Cortex-A78. See tähendab, et sellel on nii halvem PPA kui ka halvem energiatõhusus. Seega on ebatõenäoline, et seda leidub ühestki keskklassi või soodsa hinnaga telefonist, kuna see on tõenäoliselt piiratud tipptasemel lipulaevade telefonidega. Kui partneritel lubatakse omada nende turuvajadustele vastavat CPU-d, eristatakse tegevuskava Cortex-A protsessorid. Siinkohal tuleb märkida, et programmipartnerid ei saa CXC alusel ühtegi CPU-d otse kohandada programm. Selle asemel on CXC programm sisuliselt litsentsi "Built for Cortex" järeltulija, kus ARM teeb partnerite nõudmisel muudatusi ja kujundab partnerile müüdava protsessori IP-aadressi. ARM ütleb, et sel viisil vastab see pidevalt laieneva ökosüsteemi vajadustele.
Cortex-X1 sihttaktsagedus on 3 GHz. ARM on alates A76-st sihiks võtnud sagedust 3 GHz ja taktsagedust pole märgatavalt õnnestunud realiseerida. 5nm SoC-de eelseisva tulekuga loodab ARM siiski, et müüjad tarnivad lõpuks ARM-i suure põhidisaini. 3 GHz juures. ARM märgib, et kõik jõudluse hinnangud põhinesid standardil SPECint2006, mis on tööstusstandard etalon.
Väljavaade
Cortex-X1 teadaanne on põnev 2021. aasta Android-telefonide lipulaevade ostjatele. Esimest korda alates 2013. aastast ja Apple A7-st suudab ARM jõuda tipptulemuse poolest Apple'i A-seeria kiipidele. Isegi kui Cortex-X1 ei ühti A14-ga, on see lähemal kui viimase seitsme aasta jooksul.
Tulevane Qualcomm Snapdragon 875 sisaldab tõenäoliselt nii Cortex-X1 kui ka Cortex-A78 osana "Prime Core" ja "Performance Cores". HiSilicon ei ole positsioonis võtta kasutusele ARM-i uusim IP, kuna TSMC-l on keelatud sellele kiipe tarnida, nii et Huawei telefonid ei sisalda sel aastal uusi protsessorituumisid ja tõenäoliselt isegi mitte järgmise aasta alguses. Eelkõige on Samsungil tugev positsioon võtta kasutusele Cortex-X1 + Cortex-A78 osana järgmisest lipulaevast Exynos SoC-st, mis asendab Exynos 990. Samsung avaldas avalduse, milles ütles, et on "väga põnevil" näha ARM-i uut suunda Cortex-X Custom programmiga. Cortex-X1 välistab sisuliselt Samsungi ebaõnnestunud kohandatud tuumade ettevõtmise. Jääb loota, et järgmisel aastal on Exynose toitega Galaxy S21/S30 telefonid lõpuks Snapdragoni toega konkurentsiga võrreldes vabad suurematest või väiksematest CPU jõudluse puudujääkidest. Lõpuks pole kindel, kas MediaTek võtab Cortex-X1 kasutusele. The Mõõdud 1000järglane võib kasutada ainult A78 või X1 pluss A78 kombinatsiooni, et konkureerida Qualcommiga. Peame ootama, kuidas järgmisel aastal asjad lähevad.
Protsessori jõudluse tulevik Androidis paistab helge isegi kui üks suur protsessorikiibi tootja seisab sulgemise äärel.
Allikad: ARM (1, 2), AnandTech