ARM je najavio Cortex-X Custom program (CXC). Prva jezgra visokih performansi u sklopu prilagođenog programa je ARM Cortex-X1. Čitajte dalje da biste saznali više!
Svake godine u svibnju, ARM sa sjedištem u Velikoj Britaniji, u vlasništvu Softbanka sa sjedištem u Japanu, najavljuje svoj novi Mobile IP (intelektualno vlasništvo) za korištenje u mobilnim uređajima. Ovaj IP se sastoji od novih CPU jezgri kao i novih GPU-ova. ARM-ov skup uputa koristi se u svakom pametnom telefonu na svijetu - to je tvrtka od ključnog značaja. Što se tiče arhitektura jezgri CPU-a, od 2021., svaki veliki dobavljač mobilnih čipova koristit će ARM-ov standardni CPU IP (kao Samsung System LSI je odustao na svojim prilagođenim jezgrama Exynos M). Zbog toga je dvostruko važno da ARM ispravi stvari. Za ovu godinu ARM je najavio ARM Cortex-A78 CPU arhitekturu i Mali-G78 GPU, nasljednike Cortex-A77 CPU, i Mali-G77 GPU odnosno. Iako su ove najave bile očekivane, ono što se nije očekivalo je da će ARM najaviti drugu CPU jezgru u obliku Cortex-X. Godinama su recenzenti tehnike i korisnici žalili na činjenicu da su Appleove CPU arhitekture nekoliko godina ispred ARM-ove Cortex-A serije. S Cortex-X CPU programom i Cortex-X1, ovo bi se konačno moglo promijeniti 2021.
ARM zna da njegovi kupci zahtijevaju više rješenja i proizvoda na temelju različitih potreba u različitim segmentima proizvoda. The Cortex-A76, na primjer, koristi se u vodećim SoC-ovima kao iu nekim SoC-ovima niže srednje klase. Njegova maksimalna izvedba nije bio tako visok kao Appleovi konkurenti jer se ARM trebao usredotočiti na PPA (izvedbu, snagu i područje) prvi. Energetska učinkovitost i energetska učinkovitost bili su viši prioriteti za tvrtku umjesto apsolutne izvedbe.
S Cortex-X1 to se mijenja.
ARM je najavio Cortex-X Custom (CXC) program. Ovaj program podrazumijeva blisku suradnju s inženjerskim timovima ARM-a i programskim partnerima ARM-a, koji mogu oblikovati konačni CPU proizvod kako bi zadovoljio specifične zahtjeve tržišta. ARM napominje da to omogućuje programskim partnerima da definiraju vlastite točke izvedbe izvan "uobičajene Cortex-A omotnice PPA". Konačni prilagođeni CPU, koji je dizajnirao i napravio ARM, bit će isporučen pod markom ARM Cortex-X. Prvi CPU kao dio CXC programa je ARM Cortex-X1 CPU.
ARM je vrlo ponosan na Cortex-X1, govoreći da je to najmoćniji Cortex CPU do sada. Donosi 30% poboljšanja vrhunske izvedbe u odnosu na trenutni Cortex-A77. Rečeno je da donosi "ultimativne performanse" za prilagođena rješenja sljedeće generacije. CPU je došao kao odgovor na partnere koji su željeli maksimizirati performanse u skladu sa svojim vlastitim slučajevima korištenja.
Cortex-X1, kao što se i očekivalo, također je brži od nedavno najavljenog Cortex-A78, koji se nalazi ispod njega. Formulacija je ovdje važna. ARM kaže da pruža poboljšanja performansi u usporedbi s Cortex-A78 s do 22% poboljšanja jednonitnih cjelobrojnih performansi. "Poboljšanja" se odnose na činjenicu da su poboljšanja povezana s kratkim naletima visokih performansi, koji su najbolji za reaktivnost i odziv, prema ARM-u. Ovo će navodno omogućiti najveće performanse ikad za pametne telefone i uređaje s velikim ekranom, ali dalje Računajući brojke, Cortex-X1 još uvijek neće moći parirati nadolazećem Appleu A14, s kojim će natjecati se. No, možda bi se mogao izjednačiti s Appleom A13 iz 2019.
Cortex-X1 nudi 2x poboljšanja performansi strojnog učenja (ML) u odnosu na A77. Ovo je značajno poboljšanje, a dolazi kao dio šireg nastojanja ARM-a za boljim lokalnim računalnim performansama.
DynamIQ klaster od 4x Cortex-A78 i 4x Cortex-A55 jezgri pruža 20% trajnih poboljšanja performansi u odnosu na 4x Cortex-A77 i 4x Cortex-A55 klaster. Za više informacija o potraživanju od 20% pogledajte naš članak. (Da, ARM nije najavio nasljednika Cortex-A55, nažalost. Možda će doći sljedeće godine.) Cortex-X1, s druge strane, omogućuje veću skalabilnost uz povećanje vrhunske izvedbe. Partneri dodaju 1x Cortex-X1 kao dio DynamIQ klastera uz 3x Cortex-A8 i 4x Cortex-A55 dobit će 30% poboljšanja u vrhunskoj izvedbi u odnosu na prethodnu generaciju, što je pothvat vrijedan bilježeći. A78 posebno je napravljen za učinkovitost, tako da će u kombinaciji s Cortex-X1, kombinacija isporučiti najbolju održivu i vrhunsku izvedbu. Vodeći Android telefoni postat će puno brži.
ARM kaže da su ključno tržište za rješenja s Cortex-X1 pametni telefoni i novi faktori oblika (sklopivi telefoni i veliki uređaji s više zaslona). X1 pruža brži korisnički doživljaj s bržim vremenom učitavanja aplikacija i poboljšanom brzinom pomicanja web stranica. Iskustva temeljena na umjetnoj inteligenciji i ML-u postat će bolja s poboljšanjem performansi ML-a. X1 će, predvidljivo, također poboljšati slučajeve upotrebe kao što su produktivnost, komunikacija, sigurnost, višestruko digitalno uranjanje, iskustvo temeljeno na kameri, napredno igranje i XR iskustvo.
ARM Cortex-X1 - CPU arhitektura
Arhitektura Cortex-X1 je mjesto gdje stvari postaju zanimljive. Ima brojne mikroarhitektonske nadogradnje koje pružaju vrhunsko povećanje performansi. Cortex-A76, koji je najavljen 2018., nadogradio je širinu dekodiranja instrukcija na 4 širine s 3 širine Cortex-A75, koja je zauzvrat povećana s 2 širine Cortex-A73. Međutim, Cortex-A77 je odlučio zadržati konstantnu širinu dekodiranja na 4 širine. Appleovi čipovi A-serije su veliki i široki, budući da je širina dekodiranja svih čipova A-serije od A11 bila 7 širina, što je šire čak i od CPU arhitektura stolnih računala. ARM je napravio korak bliže Appleu s Cortex-X1, jer je propusnost dekodiranja povećana za 25% na 5 instrukcija dekodiranih po ciklusu.
Štoviše, ARM kaže da je propusnost MOP predmemorije povećana za 33% na 8 MOP-ova po ciklusu. Neon motor Cortex-X1 dobiva dvije dodatne cijevi koje udvostručuju njegov računalni kapacitet u odnosu na A78. Što se tiče veličine predmemorije, X1 podržava 64 kB L1 i do 1 MB L2 predmemorije, dok je DynamIQ klaster nadograđen tako da sada podržava 8 MB L3 za vrhunske performanse. Veći L3 također može koristiti A78 kada se koristi u kombinaciji s Cortex-X1.
Cortex-X1 je prvi primjer Cortex-CPU-a proizvedenog u okviru CXC programa. Sama potreba CXC programa je da pomakne performanse na omotnicu izvan Cortex-A PPA. To je zato što sav taj povećani učinak ima svoju cijenu. Cortex-X1 je 1,5 puta veći od Cortex-A78. To znači da ima lošiji PPA kao i lošiju energetsku učinkovitost. Stoga je malo vjerojatno da će se naći u bilo kojem telefonu srednjeg ili niskog ranga, jer će vjerojatno biti ograničen na vrhunske vodeći telefone. Dopuštanje partnerima da imaju CPU koji je specifičan za njihove tržišne potrebe napravit će razliku između plana Cortex-A procesori. Ovdje treba napomenuti da programski partneri neće moći izravno prilagoditi CPU pod CXC program. Umjesto toga, CXC program je u biti nasljednik licence "Built for Cortex", gdje ARM radi izmjene na zahtjev partnera i dizajnira CPU IP koji će biti prodan partneru. Na ovaj način, ARM kaže da će zadovoljiti potrebe ekosustava koji se stalno širi.
Ciljana brzina takta Cortex-X1 je 3 GHz. ARM je ciljao na 3 GHz od A76, a brzina takta nije uspjela ostvariti. Međutim, s nadolazećom pojavom 5nm SoC-ova, ARM se nada da će dobavljači konačno isporučiti ARM-ov veliki dizajn jezgre na 3GHz. ARM napominje da su sve procjene performansi temeljene na SPECint2006, koji je industrijski standard mjerilo.
Outlook
Najava Cortex-X1 je uzbudljiva za ambiciozne kupce vodećih Android telefona u 2021. Po prvi put nakon 2013. i Apple A7, ARM će se moći približiti Appleovim čipovima A-serije u pogledu vrhunskih performansi. Čak i ako Cortex-X1 ne odgovara A14, bit će bliži nego što je bio u posljednjih sedam godina.
Nadolazeći Qualcomm Snapdragon 875 vjerojatno će uključivati i Cortex-X1 kao i Cortex-A78 kao dio svojih "Prime Core" i "Performance Cores". HiSilicon nije u poziciji usvojiti ARM-ov najnoviji IP budući da je TSMC-u zabranjeno isporučivati čipove, tako da Huawei telefoni neće imati nove CPU jezgre ove godine, a vjerojatno ni početkom sljedeće godine. Naime, Samsung je u dobroj poziciji da usvoji Cortex-X1 + Cortex-A78 kao dio sljedećeg vrhunskog Exynos SoC-a, koji će naslijediti Exynos 990. Samsung je objavio izjavu u kojoj je rekao da je "vrlo uzbuđen" vidjeti novi smjer kojim ARM ide s Cortex-X Custom programom. Cortex-X1 u biti negira Samsungov neuspjeli pothvat prilagođenih jezgri. Za nadati se je da će iduće godine telefoni Galaxy S21/S30 pokretani Exynosom konačno biti oslobođeni većih ili manjih nedostataka performansi CPU-a u odnosu na konkurenciju pokretanu Snapdragonom. Konačno, neizvjesno je hoće li MediaTek usvojiti Cortex-X1. The Dimenzija 1000Njegov nasljednik bi mogao usvojiti samo A78 ili bi mogao koristiti kombinaciju X1 plus A78 kako bi se direktno natjecao s Qualcommom. Morat ćemo pričekati da vidimo kako će se stvari odvijati sljedeće godine.
Budućnost performansi CPU-a u Androidu izgleda svijetla čak i kao jedan veliki proizvođač CPU čipova stoji na rubu zatvaranja.
Izvori: ARM (1, 2), AnandTech