ARM on julkistanut Cortex-X Custom -ohjelman (CXC). Ensimmäinen mukautetun ohjelman mukainen korkean suorituskyvyn ydin on ARM Cortex-X1. Lue lisää saadaksesi lisätietoja!
Joka vuosi toukokuussa japanilaisen Softbankin omistama brittiläinen ARM julkistaa uuden Mobile IP: n (intellectual property) mobiililaitteissa käytettäväksi. Tämä IP koostuu uusista CPU-ytimistä sekä uusista GPU: ista. ARM: n ohjesarjaa käytetään jokaisessa älypuhelimessa maailmassa – se on ratkaisevan tärkeä yritys. Suorittimen ydinarkkitehtuurien osalta vuodesta 2021 lähtien jokainen merkittävä mobiilisirujen myyjä käyttää ARM: n CPU-IP-osoitetta (Samsung System LSI: nä on luovuttanut mukautetuissa Exynos M -ytimissä). Siksi on kaksinkertaisesti tärkeää, että ARM saa asiat oikein. Tänä vuonna ARM on julkistanut ARM Cortex-A78 CPU -arkkitehtuurin ja Mali-G78 GPU: n, jotka ovat sen seuraajia. Cortex-A77 CPU ja Mali-G77 GPU vastaavasti. Vaikka näitä ilmoituksia odotettiinkin, ARM: n ei odotettu ilmoittavan toisesta suoritinytimestä Cortex-X: n muodossa. Vuosien ajan tekniikan arvioijat ja käyttäjät ovat valittaneet sitä tosiasiaa, että Applen CPU-arkkitehtuurit ovat useita vuosia edellä ARM: n Cortex-A-sarjaa. Cortex-X-suoritinohjelman ja Cortex-X1:n myötä tämä saattaa vihdoin muuttua vuonna 2021.
ARM tietää, että sen asiakkaat vaativat enemmän ratkaisuja ja tuotteita erilaisiin tarpeisiin eri tuotesegmenteissä. The Cortex-A76Esimerkiksi, käytetään lippulaiva SoCs sekä joissakin alemman keskitason SoC. Sen maksimaalinen suorituskyky ei ollut yhtä korkea kuin Applen kilpailijat, koska ARM: n piti keskittyä PPA: han (suorituskyky, teho ja alue). ensimmäinen. Energiatehokkuus ja tehotehokkuus olivat yhtiölle korkeampia prioriteetteja absoluuttisen suorituskyvyn sijaan.
Cortex-X1:n kanssa tämä muuttuu.
ARM on julkistanut Cortex-X Custom (CXC) -ohjelman. Tämä ohjelma edellyttää tiivistä yhteistyötä ARM-insinööritiimien ja ARM: n ohjelmakumppaneiden kanssa, jotka voivat muotoilla lopullisen CPU-tuotteen vastaamaan tiettyjä markkinoiden vaatimuksia. ARM huomauttaa, että tämän avulla ohjelmakumppanit voivat määritellä omat suorituspisteensä "tavanomaisen PPA: n Cortex-A-kirjekuoren" ulkopuolella. Lopullinen mukautettu CPU, jonka ARM on suunnitellut ja rakentanut, toimitetaan ARM Cortex-X -brändillä. Ensimmäinen prosessori osana CXC-ohjelmaa on ARM Cortex-X1 CPU.
ARM on erittäin ylpeä Cortex-X1:stä ja sanoo, että se on tähän mennessä tehokkain Cortex-suoritin. Se parantaa suorituskykyä 30 % verrattuna nykyiseen Cortex-A77:ään. Sen sanotaan tuovan "äärimmäistä suorituskykyä" seuraavan sukupolven mukautetuille ratkaisuille. CPU tuli vastauksena kumppaneille, jotka halusivat maksimoida suorituskyvyn omien käyttötapaustensa mukaisesti.
Cortex-X1 on odotetusti myös nopeampi kuin äskettäin julkistettu Cortex-A78, joka sijoittuu sen alapuolelle. Sanamuoto on tärkeä tässä. ARM sanoo, että se tarjoaa suorituskyky kohottaa verrattuna Cortex-A78:aan jopa 22 %:n yksisäikeisen kokonaisluvun suorituskyvyn parannuksella. ARM: n mukaan "kohotukset" viittaavat siihen tosiasiaan, että parannukset liittyvät lyhyisiin korkean suorituskyvyn purskeisiin, jotka ovat parhaita reaktiivisuuden ja reagoivuuden kannalta. Tämän oletetaan mahdollistavan kaikkien aikojen parhaan suorituskyvyn älypuhelimille ja suurinäytöllisille laitteille, mutta päällä Numeroiden vuoksi Cortex-X1 ei silti pysty vastaamaan tulevaa Apple A14:ää, jonka kanssa se kilpailla. Se saattaa kuitenkin pystyä saavuttamaan pisteet vuoden 2019 Apple A13:n kanssa.
Cortex-X1 tarjoaa 2x koneoppimissuorituskykyparannuksia A77:ään verrattuna. Tämä on huomattava parannus, ja se on osa ARM: n laajempaa pyrkimystä paikallisen laskentasuorituskyvyn parantamiseen.
DynamIQ-klusteri, jossa on 4x Cortex-A78- ja 4x Cortex-A55-ytimiä, tarjoaa 20 % jatkuvaa suorituskykyparannuksia 4x Cortex-A77- ja 4x Cortex-A55-klusteriin verrattuna. Lisätietoja 20 % vaatimuksesta on artikkelissamme. (Kyllä, ARM ei valitettavasti ilmoittanut Cortex-A55:n seuraajaa. Se saattaa tulla ensi vuonna.) Cortex-X1 puolestaan mahdollistaa suuremman skaalautuvuuden ja parantaa samalla huippusuorituskykyä. Kumppanit lisäävät 1x Cortex-X1:n osaksi DynamIQ-klusteria 3x Cortex-A8:n ja 4x Cortex-A55:n rinnalla saa 30 % paremman suorituskyvyn edelliseen sukupolveen verrattuna, mikä on saavutuksen arvoinen huomata. A78 on suunniteltu erityisesti tehokkuutta varten, joten yhdistettynä Cortex-X1:een yhdistelmä tarjoaa parhaan kestävän ja huippusuorituskyvyn. Lippulaiva Android-puhelimet tulevat paljon nopeammin.
ARM sanoo, että Cortex-X1:n ratkaisujen avainmarkkinat ovat älypuhelimet ja uudet muototekijät (taitettavat puhelimet ja suuret, moninäyttöiset laitteet). X1 tarjoaa nopeamman käyttökokemuksen nopeammilla sovellusten latausajoilla ja parannetulla verkkosivun vieritysvasteella. Tekoäly- ja ML-pohjaiset kokemukset paranevat ML-suorituskyvyn parantuessa. X1 parantaa ennustettavasti myös käyttötapoja, kuten tuottavuutta, viestintää, turvallisuutta, useita digitaalisia upotusominaisuuksia, kamerapohjaisia, edistyneitä pelaamista ja XR-kokemuksia.
ARM Cortex-X1 - CPU-arkkitehtuuri
Cortex-X1:n arkkitehtuurista tulee mielenkiintoista. Siinä on lukuisia mikroarkkitehtonisia päivityksiä, jotka parantavat suorituskykyä. Vuonna 2018 julkistettu Cortex-A76 päivitti ohjeen dekoodausleveyden 4-leveyteen Cortex-A75:n 3-leveydestä, joka puolestaan oli kasvanut Cortex-A73:n 2-leveydestä. Cortex-A77 päätti kuitenkin pitää dekoodauksen leveyden vakiona 4-leveydessä. Applen A-sarjan sirut ovat suuria ja leveitä, koska kaikkien A-sarjan sirujen dekoodausleveys on A11:stä lähtien ollut 7-leveä, mikä on leveämpi kuin jopa työpöydän suoritinarkkitehtuurit. ARM on ottanut askeleen lähemmäksi Applea Cortex-X1:n avulla, kun dekoodauksen kaistanleveyttä on lisätty 25 % 5:een ohjeeseen, joka puretaan jaksoa kohden.
Lisäksi ARM sanoo, että MOP-välimuistin suorituskykyä on lisätty 33 prosentilla 8 MOP: iin sykliä kohden. Cortex-X1:n Neon-moottori saa kaksi lisäputkea, jotka kaksinkertaistavat sen laskentakapasiteetin A78:aan verrattuna. Välimuistin koon suhteen X1 tukee 64 kt L1-välimuistia ja jopa 1 Mt L2-välimuistia, kun taas DynamIQ-klusteri on päivitetty tukemaan nyt 8 megatavua L3:a äärimmäisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. A78 voi käyttää myös suurempaa L3:a, kun sitä käytetään yhdessä Cortex-X1:n kanssa.
Cortex-X1 on ensimmäinen esimerkki Cortex-CPU: sta, joka on tuotettu CXC-ohjelman alla. CXC-ohjelman tärkein tarve on työntää suorituskykyä Cortex-A PPA: n ulkopuolella. Tämä johtuu siitä, että kaikki tämä lisääntynyt suorituskyky maksaa. Cortex-X1 on 1,5 kertaa suurempi kuin Cortex-A78. Tämä tarkoittaa, että sillä on huonompi PPA sekä huonompi energiatehokkuus. Siksi sitä ei todennäköisesti löydy mistään keskihintaisesta tai budjettipuhelimesta, koska se rajoittuu todennäköisesti huippuluokan lippulaivapuhelimiin. Jos kumppaneilla sallitaan heidän markkinoiden tarpeisiinsa sopiva prosessori, se tekee eron Cortex-A-suorittimet. Tässä on huomattava, että ohjelmakumppanit eivät voi mukauttaa suoraan mitään suoritinta CXC: n alaisuudessa ohjelmoida. Sen sijaan CXC-ohjelma on olennaisesti "Built for Cortex" -lisenssin seuraaja, jossa ARM tekee muutoksia kumppanien pyynnöstä ja suunnittelee kumppanille myytävän CPU: n IP: n. Tällä tavalla ARM sanoo täyttävänsä jatkuvasti laajenevan ekosysteemin tarpeet.
Cortex-X1:n tavoitekellotaajuus on 3 GHz. ARM on kohdistanut 3 GHz: n taajuuteen A76:sta lähtien, ja kellotaajuuden toteutuminen ei ole selvästikään onnistunut. 5 nm: n SoC: iden tulevan tulon myötä ARM kuitenkin toivoo, että toimittajat toimittavat vihdoin ARM: n suuren ydinsuunnittelun. 3 GHz: llä. ARM toteaa, että kaikki suorituskykyarviot perustuivat SPECint2006:een, joka on alan standardi benchmark.
Näkymät
Cortex-X1:n ilmoitus on jännittävä vuoden 2021 Android-puhelimien lippulaiva-ostajalle. Ensimmäistä kertaa vuoden 2013 ja Apple A7:n jälkeen ARM pystyy päästä lähelle Applen A-sarjan siruja huippusuorituskyvyn suhteen. Vaikka Cortex-X1 ei vastaa A14:ää, se on lähempänä kuin se oli viimeisen seitsemän vuoden aikana.
Tuleva Qualcomm Snapdragon 875 sisältää todennäköisesti sekä Cortex-X1:n että Cortex-A78:n osana "Prime Core"- ja "Performance Core" -ytimiä. HiSilicon ei ole asennossa ottamaan käyttöön ARM: n uusimman IP: n, koska TSMC: tä on estetty toimittamasta sille siruja, joten Huawei-puhelimissa ei ole uusia prosessoriytimiä tänä vuonna, eikä luultavasti edes ensi vuoden alussa. Erityisesti Samsungilla on vahva asema ottaa käyttöön Cortex-X1 + Cortex-A78 osana seuraavaa lippulaiva Exynos SoC: ta, joka seuraa Exynos 990. Samsung julkaisi lausunnon, jossa se sanoi olevansa "erittäin innoissaan" nähdessään uuden suunnan, jonka ARM ottaa Cortex-X Custom -ohjelman kanssa. Cortex-X1 kumoaa olennaisesti Samsungin epäonnistuneen mukautetun ydinyrityksen. On toivottavaa, että ensi vuonna Exynos-käyttöiset Galaxy S21/S30 -puhelimet ovat vihdoin vapaita suurista tai pienemmistä suorittimen suorituskyvyn puutteista Snapdragon-käyttöistä kilpailijaa vastaan. Lopuksi on epävarmaa, ottaako MediaTek käyttöön Cortex-X1:n. The Koko 1000Hänen seuraajansa voi ottaa käyttöön vain A78:n, tai se voi valita X1 plus A78 -yhdistelmän kilpaillakseen suoraan Qualcommin kanssa. Meidän on odotettava, miten asiat etenevät ensi vuonna.
Androidin suorittimen suorituskyvyn tulevaisuus näyttää valoisalta jopa yhtenä suurena CPU-sirun tuottajana seisoo sulkemisen partaalla.
Lähteet: ARM (1, 2), AnandTech